由于垃圾飞灰中具有较多的碱性物质、氯化物盐类物质以及较高的重金属含量,因此,根据我国相关法律法规垃圾飞灰应当按照危险废弃物进行处理,二次铝灰作为工业生产铝过程中铝灰经铝回收产生的废料,其回收利用性差,基于以上两点,本文提出基于二次铝灰的地质聚合反应对垃圾飞灰稳固化处理,为促进垃圾飞灰和二次铝灰的协同处理提供了一种新方法,对环境保护具有重要的意义。由于二次铝灰中SiO₂含量较少,需要额外加入适量SiO₂。本论文研究了碱激活剂添加比例、地聚物基质煅烧温度、Si/Al摩尔比以及养护条件对垃圾飞灰稳固化影响,并根据Tessier方法对固化体内重金属形态变化,同时利用XRD、SEM分析测试手段对垃圾飞灰原样以及稳固化处理后固化体晶体结构和微观形貌进行分析,探究垃圾飞灰的稳固化机理。本文主要结论如下:合理的碱激活剂添加比例和二次铝灰基质热活化温度可以显著提高垃圾飞灰的稳固化效果。随着碱激活剂添加比例的增加,Si/Al摩尔比为1.088的二次铝灰-SiO₂基固化体内重金属的浸出浓度明显下降,固化体的抗压强度明显上升;当碱激活剂添加比例>6%时,固化体内重金属的浸出浓度下降趋势变缓,固化体抗压强度也仅略微上升。同时将二次铝灰基质在一定的温度下煅烧可以提高二次铝灰基质中Al₂O₃和SiO₂的活性,经过固化体重金属毒性浸出和抗压强度实验初步确定二次铝灰基质的活化温度区间为600⁸00℃。XRD分析结果显示经过地质聚合反应处理得到的固化体内生成了Ca₂（SiO₄）、Cancrisilite(分子式为Na₇[Al₅Si₇O₂₄]CO₃·H₂O)以及Ca₂Al₂SiO₆（OH）₂等物质,可以提高固化体抗压强度,并提高了重金属的稳定性,从而降低重金属的浸出浓度。Si/Al摩尔比对垃圾飞灰的稳固化效果影响较大。当Si/Al摩尔比<2.5时,随着Si/Al摩尔比的增加,二次铝灰-SiO₂基固化体和偏高岭土-SiO₂基固化体重金属浸出浓度下降明显,同时抗压强度显著提高;当Si/Al摩尔比>2.5时,两种固化体重金属浸出浓度和抗压强度都逐渐趋于平缓,使用偏高岭土基地聚物对垃圾飞灰的稳固化效果略好。XRD和SEM分析结果显示,偏高岭土-SiO₂基固化体内生成的聚合物种类和含量略高于二次铝灰-SiO₂基固化体,其固化体结构也更为致密,但整体上两者稳固化效果差距较小,因此,改善Si/Al摩尔比后的二次铝灰对偏高岭土具有较好的替代效果。合理的养护条件可以明显改善地聚物的性能、结构,提高垃圾飞灰稳固化效果。在自然养护下,Si/Al摩尔比为1.088的二次铝灰-SiO₂基固化体内重金属Cr、Cd、Pb和Zn的稳定化时间主要集中在前28d,而重金属Cu的稳定化时间主要集中在前14d;在培养箱养护条件下,重金属的稳定化时间缩短为自然养护下的一半。而且在培养箱内,随着养护温度的升高,二次铝灰-SiO₂基固化体重金属Cr、Cd、Pb、Zn和Cu的浸出浓度明显降低,抗压强度显著升高,晶体Cancrisilite和Ca₂Al₂SiO₆（OH）₂得到明显生长,使得对垃圾飞灰稳固化效果显著提高。当养护温度为50℃,养护时间为14d时,二次铝灰-SiO₂基固化体浸出液中重金属Cr、Cd、Pb、Zn和Cu的浓度值分别降低到0.172、0.072、0.218、3.803和0.318 mg/L,满足《生活垃圾填埋场控制标准》GB 16889-2008的的浸出要求,同时固化体的抗压强度达到8.315MPa,与30℃养护温度下固化体相比,重金属浸出浓度明显下降,固化体抗压强度显著上升。