含油钻屑是页岩气开采过程中产生的废弃物,因破坏生态环境、危害人体健康和制约可持续发展逐步得到重视;粉煤灰作为我国年产量最大的工业废物,给环境带来的压力越来越大,如何资源化利用粉煤灰引起广泛关注。本课题利用粉煤灰具有胶凝性的特点,在机械化学作用下制备固化剂来固化含油钻屑,研究各因素对固化体稳定性能的影响,在安全处置含油钻屑的同时,达到“以废治废”的目的。首先,论文通过矿物学分析手段在对燃煤电厂粉煤灰、脱硫石膏的性质进行分析的基础上,开展了机械力化学法活化粉煤灰实验。通过研究激发剂配比、激发剂与粉煤灰掺比、球磨时间和球磨频率对固化体力学强度的影响,确定了粉煤灰活化的最优实验参数为:激发剂配比2∶1、激发剂与粉煤灰掺比3∶2、球磨时间2h、球磨频率为40Hz;采用XRD和IR检测手段对粉煤灰活化机制进行分析,结果表明:在机械力化学作用下粉煤灰玻璃体结构遭到破坏,火山灰活性被进一步激发,由于Si-O-Si和A1-O-Si在碱性环境下聚合度降低,在活化体系中易生成C—S—H凝胶和钙矾石。其次,在前期活化实验基础上,以粉煤灰为原材料,外加机械力作用,开展了机械力化学法活化粉煤灰固化含油钻屑的固化实验,并与水泥固化效果进行对比。通过研究固化剂掺量和球磨时间对固化体稳定性能的影响,结果表明:固化剂掺量与固化体抗压强度成正比关系,与固化体浸出液含油率和COD值成反比关系;球磨时间为5h时固化体浸出液中有害物质最低;粉煤灰固化体稳定性能明显优于水泥固化体,浸出液有害物质浓度低于国家排放标准限值,表现出优异的抗浸出性能,粉煤灰最大固化量为55%,水泥为50%;通过XRD和IR分析方法对粉煤灰固化体前后晶相结构和有机物变化情况进行分析,粉煤灰对含油钻屑的固化主要是物理固封和化学吸附作用,同时机械力作用可降解含油钻屑中部分油类物质。最后,通过结合工程实际,对机械力化学法活化粉煤灰固化含油钻屑处置工艺进行了初步设计,为实际工程应用提供技术基础,并从经济、社会和环境上对处置工艺技术进行效益分析,分析表明本文采取的固化工艺具有可行性,可以达到“以废治废”和节约资源的目的。