摘要
随着矿渣不断积累以及其中有毒元素的释放，这已成为一项重大的环境挑战，尤其是在受铅锌矿开采影响的地区。本研究旨在探索如何将突尼斯北部一处废弃的铅锌矿——拉库阿特的矿渣作为可持续添加剂，用于制备基于偏高岭土的地聚物。这种方法通过将危险废物转化为可用于环境和建筑领域的高附加值材料，为循环经济战略做出了贡献。在保持SiO2/Al2O3和Na2O/Al2O3摩尔比不变的前提下，研究人员以不同比例（0、5、10、20和30重量百分比）将矿渣与偏高岭土混合，进而合成出各种地聚物配方。这些材料是通过硅酸钠和氢氧化钠进行碱活化处理后再经固化而制得的。研究采用了X射线荧光光谱法、X射线衍射法和扫描电子显微镜对材料进行了全面表征。此外，还通过亚甲蓝吸附实验来评估所合成地聚物的环境性能。实验结果表明，该矿渣中含有高浓度的潜在有毒元素（铅含量高达2.23重量百分比，锌含量为8.2重量百分比），这就凸显出对其进行有效稳定的必要性。微观结构分析显示，这些地聚物主要以非晶态结构存在，其反应程度因矿渣中的金属氧化物含量而有所不同。在固化28天后，含有5–10重量百分比金属氧化物的配方表现出最高的抗压强度，为25–30兆帕。此外，这些地聚物还能高效去除亚甲蓝，其吸附过程遵循伪二级动力学规律，并符合朗缪尔等温线模型，且金属氧化物含量越高，吸附性能越好。这些研究结果表明，以金属氧化物为基础的地聚物有望成为用于矿渣资源化利用及去除亚甲蓝的优质材料。不过，仍需通过标准化的浸出试验来确认铅、锌、镉、砷等潜在有毒元素能否长期固定在地聚物结构中。总体而言，这类材料具有可持续、低环境影响的优点，既有助于实现废物资源化，也能为构建循环经济体系中的环境友好型系统做出贡献。
