城市垃圾焚烧(MSWI)飞灰的产生量正日益增加，因其富集重金属和潜在的有机污染物而属于危险废物，需要进行无害化预处置后再进行安全填埋。与其他稳定化方法相比，水泥固化法仍是当前较为经济、实用的方式，但这种方法具有增容比高，浪费水泥资源的缺陷。因此需要探索和设计低增容比、具有高效稳定束缚重金属能力的新型固化体系。 水泥基固化材料形成危险废物固化稳定化的基本体系，在水泥基固化体系的形成过程中，诱导其形成水化硅酸钙(CSH)、钙矾石(Ettringit)、单硫铝酸钙(AFm)族等矿物相，通过包容、化学沉淀、物理和化学吸附和晶格中离子的取代等作用，实现对重金属离子的稳定束缚，是新型固化基质设计的基础。 本研究以实现MSWI飞灰的固化稳定化和重金属类危险废物的安全处置为目标，利用MSWI飞灰富氯富硫的特性，探索以其为主要组分，分别与偏高岭土、矾土水泥和碱矿渣等材料构建以AFm族-Ettringite-CSH为主相的新型的固化基质，实现MSWI飞灰和重金属污泥的共处置。 通过浸出毒性实验(TCLP)和重金属化学形态分析考察它们对pb2+、Cd2+和Zn2+三种重金属的束缚效果，结果表明新固化体系28天的TCLP重金属浸出浓度低于阈值，优于水泥参比体系。与强度高的传统水泥固化体系对比，新固化体系的Pb、Zn、Cd等在化学形态中残留态的比例相对较高，说明新基质对重金属的稳定更倚重于化学束缚作用。 固化体系的抗压强度表明，新固化体系养护28天后的强度可以满足安全填埋的标准；偏高岭土、矾土水泥固化体系强度低于相应的水泥参比体系，而碱矿渣固化体系由于其致密的结构，强度大于参比体系。重金属掺加量的增加会导致固化体系强度降低。 利用X射线衍射(XRD)、微商热重法(DTG)和傅立叶红外光谱(FTIR)等方法重点研究了固化体系微观组成和结构，证实了新固化体系中AFm(Friedel)/Ettringite/CSH的共存。红外光谱(FTIR)显示新固化体系的SO42-、AlO6等无机基团的振动谱带位置相对于水泥参比体系发生了一定的偏移，这很可能是重金属有进入有关矿物晶体引起的。 新型固化基质应用于电镀含Cr污泥的处置，是本研究的另一个探索重点。研究表明：不同污泥飞灰固化体系的强度可以满足填埋标准，固化体系中Cr的TCLP浸出浓度低于控制阈值；化学形态分析表明，污泥固化体中Cr的残留态比例高于传统水泥固化体系；XRD和DTG分析发现：污泥固化体系中的主导相为同属AFm族的单碳铝酸钙(CaCO3-AFm)；FTIR分析表明，新污泥固化体系的CO32-等基团相对于水泥固化体系发生了一定的偏移，可能是单碳铝酸钙晶格主层中的Al3+被Cr3+取代，使中间层的CO32-的振动能量发生了变化所致，这也为AFm族矿物相对重金属的束缚作用提供了佐证。 综上所述，以MSWI飞灰为主要成分的新固化基质能有效稳定束缚重金属，利用该新型固化基质替代水泥共处理重金属污泥，实现了固化稳定化的低增容比与MSWI飞灰的资源化。