新晃汞矿以汞为代表的重金属污染严重影响当地水土环境。其中,历史遗留的汞渣堆放场是主要的污染源。论文采用膨润土、石膏、粉煤灰为稳定剂,水泥和生石灰、粉煤灰的组合为固化剂开展含汞废渣堆的固化/稳定化研究,以从源头控制污染物的释放,解决由露天含汞废渣堆场导致的周边土壤、地下水和潕水河的重金属污染问题。本文首先开展含汞废渣重金属赋存特征及降雨淋滤下重金属释放机制研究,进而开展以天然材料或工业废料为主要材料的含汞废渣的固化和稳定化实验,并采用动态淋滤的方法对稳定化后的含汞废渣中有害组分迁移能力的影响因素进行研究。(1)含汞废渣重金属的赋存特征和释放机制实验表明:废渣原样中Hg含量为78.8mg/kg、As含量65mg/kg、Se含量为77.5mg/L,其他金属含量低。淋滤实验渗出液中废渣中主要元素Hg、As和Se的浓度随降雨时间变化规律基本类似,都是从降雨初始阶段渗出液中重金属浓度较高,随后在较短时间内开始急剧下降,最后保持稳定。通过对24h时间内淋滤浸出液中元素总量进行计算,得出的结果再与废渣通过五步提取法测试出的元素可交换态含量进行对比,浸出的元素总量远远没有达到元素可交换态的含量。根据渗出液体积和元素浸出浓度,计算24h元素浸出总量,根据实验数据可以得出雨水pH越低,对废渣中元素浸出能力越大。(2)稳定化/固化实验结果表明:质量比为15%的膨润土和5%的粉煤灰组合对废渣中超标的元素汞、砷、硒的稳定效果非常显著。单独添加水泥时,固化体抗压强度随水泥掺量的增加而增强,重金属的浸出浓度则下降;含汞废渣固化/稳定化的最优处理条件:粉煤灰取代水泥的比例为20%,生石灰作为活性激发剂投加量为粉煤灰量的4%。此时,稳定固化体中通过毒性浸出实验,测得重金属Hg、As的浸出浓度分别为0.081mg/L、0.862mg/L,满足《危险废物填埋污染控制标准》,Se元素浸出浓度为0.241mg/L满足《危险废物鉴别标准》,固化体抗压强度为1.95MPa,符合安全填埋要求。(3)稳定化产物的动态淋滤实验结果表明:降雨淋滤试验通过模拟日降雨量分别为100mm、200mm、300mm的降雨强度,调节模拟降雨雨水pH值分别为5.5和7,共4组实验。实验结果表明,随着时间的增加,渗出液中Hg、As、Se浓度整体表现为初始阶段渗出液中浓度较高,但随后迅速下降,最后保持稳定。降雨初期,稳定化废渣中的易溶性重金属质量较多,导致初始阶段渗出液中汞浓度较高。通过对24h时间内淋滤浸出液中元素总量进行计算,得出的结果再与废渣通过五步提取法测试出的元素可交换态含量进行对比,可以发现,在模拟淋滤过程中,浸出的元素总量远远没有达到元素可交换态的含量,因此,渗水过程中,Hg、As、Se的可交换态组分占废渣主要浸出浓度的主要部分,附着在废渣表面上吸附能力较弱的Hg、As、Se有效态组分迅速被淋滤液冲刷带走,导致该过程淋滤渗出液中元素浓度迅速下降;初始冲刷后,由于保留下来的元素剩余可交换态组分吸附能力较强,废渣中Hg、As、Se有效态部分形态缓慢释放,导致元素浓度维持在一个较低的浓度保持稳定。根据渗出液体积和元素浸出浓度,计算24h元素浸出总量,根据实验数据可以得出在中性水淋滤情况下,雨水pH越低,对废渣中元素浸出能力越大。