随着我国工业的发展,越来越多的化工厂或者采矿冶炼厂区建立,或是城市发展的需要,旧的化工厂区被拆除搬迁,在厂区周围或是搬迁地都极大可能存在重金属污染,对重金属污染土地的治理成为工业和城市发展重要难题,受到越来越多学者的关注。本文以页岩粉末中添加重金属Cr模拟重金属土壤的方式,利用高温烧结的方式固化重金属。通过改变烧结时间、烧结温度、原料中Na₂O、MgO、CaO、Fe₂O₃及碳粉的含量来研究烧结制度及烧结组分对烧结制品的性能及其重金属固化的影响。利用TG、XRD、SEM、XPS、EDX等手段研究样品的烧结产物微观形貌、重金属Cr的固化价态等,探究陶粒制备性能及重金属固化机理。通过数据的分析比较,主要得到以下结论:（1）对于烧结温度,烧结温度的提高对烧结制品的体积影响表现为先收缩后膨胀的趋势,表观密度的影响表现为先增大后减小,吸水率表现为先减少后不变或略有增加。烧结时间的影响较弱。除1200℃外,烧结温度的提高和烧结时间的延长都有利于重金属Cr的固化。（2）氧化物烧结组分对陶粒性能的影响主要是改变烧结过程中的共熔点、液相粘度和液相量等,进而影响到气相的膨胀和逸出。本文作为变量的氧化物均在一定程度上可以降低共熔点,故而在适当掺量时可以增加闭孔数量和体积,增加样品表面的致密度,使得体积膨胀,表观密度减小,吸水率降低。但在掺加量过多时,导致气体逸出,起到相反作用。（3）氧化物对重金属固化的影响主要表现在液相的包裹作用、气孔的开闭以及与重金属Cr反应等。Na₂O、CaO等掺量的增加,重金属固化先减少后增加,Fe₂O₃、MgO的增加会使得重金属浸出量增加。（4）烧结样品中的主要晶体为石英、镁（铝铁铬）尖晶石、绿铬矿。烧结温度较低时,晶体相主要以石英为主,随着烧结温度的增加,镁（铝铁铬）尖晶石增加,以固化重金属Cr。（5）在一定范围内（P_k=3.2-5.0,K=0.12-0.20）,P_k值（P_k=（SiO₂+Al₂O₃）/（CaO+MgO+Fe₂O₃+R₂O））与K值（K=（Fe₂O₃+CaO+MgO）/（SiO₂+Al₂O₃））均与重金属Cr的浸出存在一定的关系,当P_k值越大,K值越小时,重金属的固化率越高,可以作为重金属Cr浸出实验设计和推论的根据。但相对于K值的拟合直线,Pk值的拟合曲线明显更接近于1,证明重金属浸出时,考虑Pk值更为合理。（6）重金属Cr的极限掺量为4%,超过4%后,浸出量存在极大增长。当Cr的掺入量过多时,越来越多的Cr会自样品中以绿铬矿的形式存在,而过多的绿铬矿形成对重金属的固化不利。镁铝元素有利于重金属Cr的反应和固化,重金属Cr趋向于与之反应生成镁（铝铁铬）尖晶石结构或进入熔融相中形成固溶体。