预处理电解锰渣与城市垃圾焚烧飞灰协同制备高性能胶凝材料：强度与重金属固化的协同增强机制

本文创新性地提出将预处理后的电解锰渣(EMR)与城市垃圾焚烧飞灰(MSWIFA)按4:1质量比复配制备多源固废基胶凝材料(MMC)。研究证实该材料28天抗压强度达47.6 MPa，满足42.5级水泥标准，且重金属(Pb/Zn/Mn)和Cl-/NH4+浸出浓度均低于GB 5749-2006限值。微观分析揭示其水化产物C-S-H凝胶、Friedel盐和钙矾石协同填充孔隙，EMR提供活性铝硅骨架而MSWIFA贡献Ca2+/Cl-促进早期水化，为多重工业固废资源化提供了新范式。

　　

原材料与方法

本研究所用MSWIFA取自首钢生物质能源有限公司，通过炉排炉焚烧并采用袋式除尘器结合化学螯合剂收集；EMR来源于贵州松桃县三和锰业；水泥熟料由河北邢台水泥厂提供。固废基胶凝材料(WB)采用赤泥、高炉矿渣和水泥熟料按质量比...

MMC与原材料特性

表2总结了原材料配比与理论矿物相组成，图3展示了CaO-SiO₂-Al₂O₃三元相图分析结果。MMC配比的矿物分布与高炉矿渣高度相似，所有样品比例均位于下限（1.00，蓝色虚线）与上限（1.66，红色虚线）界定的区域内，表明其组成处于...

结论

本研究成功开发出基于EMR和MSWIFA的多源固废基胶凝材料(MMC)，系统揭示了其水化行为、力学性能与环境效益。当EMR与MSWIFA以4:1质量比复配时，28天抗压强度达47.6 MPa，EMR贡献的活性铝硅框架与MSWIFA提供的Ca²⁺/Cl^-离子协同促进水化反应，主要产物C-S-H凝胶、Friedel盐和钙矾石随龄期增长持续密实化孔隙结构。浸出毒性检测证实重金属与有害离子浓度均低于国家标准，为工业固废的高值化利用提供了关键技术支撑。