我国是铅锌矿开采大国,在生产过程中产生的废水废石堆积,形成了大量的尾矿库,造成土壤及地下水污染。目前,在地下构建具有截污作用的竖向阻隔墙,是一项新型风险管控技术,在地下水重金属污染修复治理方面具有广阔的应用前景。所以,将阻隔墙技术应用于铅锌尾矿库,开展材料的阻隔机理与应用研究,对于促进阻隔墙在铅锌尾矿库污染阻控领域的应用、控制尾矿库区域地下水污染等方面具有十分重要的意义。研究选用了固体废弃物粉煤灰和对重金属有稳定固化作用的磷酸镁水泥作为阻隔墙材料,选择铅为代表性重金属,通过开展材料配比优化试验、力学性能试验,以获取粉煤灰最佳添加量;对改性前后磷酸镁水泥体系的阻隔墙材料进行表征分析;通过Batch吸附试验,研究阻隔墙的吸附性能;采用CT扫描技术和格子Boltzmann方法（LBM）数值模拟,研究微观尺度下阻隔墙的内部孔隙结构特征和流场曲线分布;利用扩散试验、柱试验和离心试验,研究铅离子在阻隔墙中的迁移扩散特征;最后采用解数值解析阻隔墙的服役年限,利用Visual MODFLOW模拟软件模拟实际场地阻隔效果。研究获得如下结论:（1）粉煤灰-磷酸镁水泥阻隔材料在粉煤灰添加量质量比为30%时,具有良好的污染阻控性能和经济效益。优化得到的磷酸镁材料体系,其14d抗压强度为24.4 MPa、抗折强度为6.6 MPa;流动度在138 mm,初凝时间为17 min。通过SEM和XRD表征分析可知,磷酸镁水泥体系中主要的水化产物为Mg KPO4·6H2O,水化产物与粉煤灰紧密胶结,粉煤灰中存在的大量球形微珠和碎片杂质填充于磷酸镁水泥体系中,使粉煤灰-磷酸镁水泥材料结构较改性前更松散。（2）粉煤灰-磷酸镁水泥阻隔材料对Pb2+的吸附特征,符合Langmuir吸附热力学模型,材料对铅有较强的吸附作用,吸附过程主要以离子交换吸附为主,其对铅的阻滞因子为4.17～314.66之间。通过XRD和EDS分析得到,Pb2+与阻隔墙材料中的磷酸盐反应,生成多种不同的磷酸铅盐沉淀,稳定地存在于阻隔材料中,说明阻隔墙材料能有效降低Pb2+的活动性,从而对阻隔铅污染的扩散做出贡献。（3）粉煤灰-磷酸镁水泥阻隔墙的有效孔隙率为14.45%,孔隙类型以微孔为主,孔隙半径20μm以下占比达到88.07%,孤立孔隙占比达到21.64%,阻隔墙内部孔隙连通性差、可流动路径小,从微观结构特征上符合阻隔墙低渗要求。LBM数值模拟得到粉煤灰-磷酸镁水泥阻隔墙在x、y、z方向上的渗透系数,分别为2.72×10-8m/s、8.83×10-9m/s,4.54×10-9 m/s。（4）通过扩散试验得到阻隔墙中离子有效扩散系数为6.45×10-12 m~2/s;阻隔墙中不同液体的渗流速度会随着试验时间增加而逐渐降低,并逐渐稳定在10-9m/s数量级,其中Pb2+的稳定渗流速度为7.8×10-10 m/s,超纯水在墙内的渗流速度略大于Pb2+溶液,为1.45×10-9 m/s;铅在阻隔墙中的存在形态,主要为残渣态和氧化态,阻隔墙柱深度增加,残渣态含量随之上升,氧化态含量下降;离心试验渗流速度基本符合离心相似比原则;离心试验中铅的含量分布与柱试验有所不同,铅在柱试验表面的含量更高,但随着深度增加,铅含量相似比越接近于1,说明离心试验方法,在研究铅在粉煤灰改性磷酸镁水泥阻隔墙中迁移特征时有一定可行性。（5）粉煤灰-磷酸镁阻隔墙在相同的渗流条件下,计算阻隔墙的服役年限,发现阻隔墙厚度、阻滞因子对阻隔墙的服役年限差异影响较大,服役年限随着厚度和阻滞因子呈线性增长;不同击穿浓度标准对击穿时间影响较小,但随墙体厚度增加而增加。同时,以某铅锌尾矿库污染场地为实际案例,对尾矿库所在地的水文地质条件和污染现状进行调查,模拟采用竖向阻隔墙技术对此污染场地进行修复。首先对阻隔墙的布置进行设计,并利用Visual MODFLOW模拟设置阻隔墙前后铅污染迁移情况:设置阻隔墙前,3600天后,地下水中铅向下游的最大迁移距离为434 m;设置阻隔墙3600天后,铅未能透过阻隔墙向下游迁移,污染羽逐渐向上游扩散,扩散距离为198 m,说明粉煤灰-磷酸镁水泥阻隔墙对地下水中铅有明显的阻滞效果。