尾矿是矿产资源经选矿后遗留下的一种固体废物,其常含有铅、锌、镉、铬等重金属,若处置不当,会对周边生态环境及人类健康造成危害。水泥窑协同处置是尾矿资源化利用的有效途径之一,在水泥窑协同处置尾矿过程中,窑内硫的富集会影响熟料的矿物组成及重金属的固化与分布。因此,本文通过ICP-OES、SEM-EDS、XRD Rietveld、结构性差异因子等分析方法,研究不同FeS掺量下Pb、Zn、Sn和Ti在熟料中固化与分布;分析FeS掺入后Pb、Zn、Sn和Ti取代熟料中离子(Ca²⁺、Si⁴⁺、Al³⁺和Fe³⁺)的能力;明确矿物组成对熟料固化重金属的能力的影响规律,以揭示硫影响重金属在熟料中固化与分布的机制。主要结论如下:（1）随着熟料中硫含量的增加,Pb的固化率增加5.56～22.40%,Zn的固化率降低1.22～4.30%,而Sn和Ti的固化率无明显变化;Pb、Zn、Sn和Ti仍主要分布在中间相中,但Zn由硅酸盐相向中间相转移,使其在中间相中的含量增加了3.49～13.71%;Ti由中间相向硅酸盐相转移,使其在硅酸盐相中的含量增加了5.81～32.04%;Pb在硅酸盐相和中间相中均有增加,但其在中间相中相对增加较多（113.67～307.91%）,而Sn在硅酸盐相和中间相中的含量无明显变化。（2）FeS掺入未改变熟料中Pb、Zn、Ti的化学价态,但使部分Sn⁴⁺被还原为Sn²⁺。此外,FeS的掺入可能增强了Pb²⁺取代铝酸三钙（C₃A）、铝酸四钙（C₄AF）中Ca²⁺的能力,Zn²⁺取代C₃A中Al³⁺的能力以及Ti⁴⁺取代硅酸二钙（C₂S）中Ca²⁺或Si⁴⁺的能力。（3）随着FeS掺量增加,熟料中Fe²⁺和Ca SO₄含量增加,导致硅酸三钙（C₃S）含量降低,C₂S和游离氧化钙（f-Ca O）含量增加,特别是当FeS掺量增加至1.4 wt.%时,熟料中C₃S含量降在15 wt.%左右。对于含Sn或Ti熟料,FeS的掺入阻碍了C₃A吸收Fe³⁺形成C₄AF,导致C₃A含量增加,C₄AF含量降低;对于含Pb或Zn熟料,FeS的掺入促进了Ca₄Al₆O₁₂SO₄、Ca₃Al₄Zn O₁₀的形成,导致C₃A的含量降低。（4）熟料中Ca₄Al₆O₁₂SO₄、Ca₃Al₄Zn O₁₀的形成,增强了中间相对Pb、Zn固化的能力。此外,FeS的掺入促进了Ti⁴⁺进入α-C₂S晶格中,使α-C₂S晶面间距增大（2.7115 nm→2.7125 nm→2.7134 nm→2.7149 nm→2.7168 nm）,进而增强了硅酸盐相对Ti固化的能力。