我国电解铝生产、铝加工过程每年产生200万吨毒性铝灰,因缺乏大规模处置技术,历史堆存量已超千万吨。由于氮化铝、氟化物等毒害组分含量高,铝灰已被列入《国家危险废物名录》,对其进行无害化处置意义重大。根据铝灰中金属铝含量和回收次数,将其分为一次铝灰和二次铝灰。一次铝灰金属铝含量较高,经济价值明显,但采用炒灰法、倾动回转窑法和筛分法等技术回收金属铝后的灰渣变为二次铝灰,其中氮化铝及氟化物进一步富集,对环境造成严重威胁。因此,铝灰综合治理的关键在于实现二次铝灰中毒害组分的无害化处置。现有湿法处置方法主要采用酸、碱介质对二次铝灰进行活化处理,但由于氮化铝水解固相产物层包裹未反应氮化铝颗粒、微/难溶冰晶石晶型稳定,导致氮化铝水解不完全和氟化物解离不彻底,环境压力突出。针对上述问题,本文围绕二次铝灰反应-解毒过程毒害组元相间迁移传递与强化解离调控的关键科学问题,采用理论分析、实验研究相结合的方法,重点开展二次铝灰中氮化铝高效水解和氟化物碱浸脱除工艺及机理研究,实现二次铝灰深度解毒。（1）采用湿磨预处理-碱浸工艺深度脱除氮化铝,考察碱浓度、反应温度、液固比和反应时间对氮化铝脱除率的影响。在湿磨时间15 min、水解温度75℃、碱浓度为5%、L/S为2、水解时间120 min时,氮化铝的水解率达到94.67%。湿磨过程强化二次铝灰解离,暴露未反应氮化铝颗粒,从而促进其深度水解。动力学研究表明氮化铝水解反应符合混合控制模型,动力学方程为kmt=[ln（1-x）]/3-1+（1-x）-1/3,表观活化能为31.00 k J/mol。（2）采用碱浸工艺,考察了碱浓度、浸出温度、液固比和浸出时间对氟化物脱除率的影响。在碱浓度为10%、浸出温度80℃、L/S为4和浸出时间20 min时,氟的脱除率最高达到78.29%。动力学研究表明,氟的浸出符合混合控制模型,动力学方程为kmt=[ln（1-x）]/3-1+（1-x）-1/3,表观活化能为39.64 k J/mol。通过碱浸脱氟后,二次铝灰的浸出毒性达到国家标准要求。（3）在常规碱浸工艺基础上探索了外场微波辅助脱氟,讨论了微波功率对二次铝灰中氟脱除率的影响。结果证明,微波辅助浸出可有效缩短反应时间,在5 min内使氟的脱除率达到常规浸出20 min时的效果。（4）湿法脱氮、脱氟后,碱浸液中含有大量氟离子,必须对其进行固化处理。采用氧化钙粉末沉淀碱液中的氟离子,脱氟率可达99.91%,碱液可循环利用。