垃圾焚烧飞灰因含有较高浸出浓度的重金属和一定量残余二噁英被视为危险废物，必须经有效固化处理后方可填埋或资源再利用。综合考虑处置效果、处置成本以及长期稳定安全性，传统固化技术诸如水泥固化、化学药剂稳定化、高温烧结和熔融固化等尚不理想，处理后产品中的重金属不但会对环境构成潜在的危害，易发生二次污染，同时也造成资源的浪费。本文主要针对垃圾焚烧飞灰残余二噁英及有毒重金属潜在威胁极大，活性偏低，难以在建材领域大掺量安全消纳，现有固化技术无法平衡处置效果和处置成本之间的矛盾等技术难点和关键科学问题，重点研究了借助熔融高炉矿渣高温载体复合垃圾焚烧飞灰重构水淬成渣，再大掺量复合水泥水化的垃圾焚烧飞灰有毒重金属双重固化技术。研究工作取得以下主要成果：（1）进行了熔融矿渣高温复合垃圾焚烧飞灰重构及重金属一重固化研究。重构水淬渣呈现长程无序的玻璃态特征，XRD、SEM及FT-IR分析表明重构水淬渣的化学组成及矿物组成与原状矿渣相似。经29Si NMR分析发现含超危垃圾焚烧飞灰重构水淬渣相比于原状矿渣的Q1(-77.1ppm)和Q4(-118.0ppm)两种聚合态峰值明显宽化且减弱，且由Q0转移至Q1说明其聚合度增加而活性降低。超危垃圾焚烧飞灰掺量低于30%时，重构水淬渣重金属浸出毒性满足环境排放要求，实现了超危垃圾焚烧飞灰中重金属的一重固化。一方面，是由于在高温下重金属挥发所致，易挥发重金属如Pb、Zn，在加热过程中大量挥发而进入烟气中，以氯化物形式存在的Pb、Zn，在挥发的过程中趋向于形成双金属氯化物，例如Na2ZnCl4·3H2O、K2ZnCl4和KPb2Cl5；另一方面，在熔融过程中，Zn、Cu、Pb和Cr取代硅酸盐中Ca2+、A13+而被固溶于网状基体当中，试样的重金属浸出毒性明显降低。当超危垃圾焚烧飞灰掺量超过50%时，重构水淬渣重金属浸出毒性明显增加，甚至超过标准限值。（2）进行了重构水淬渣复合水泥常规性能及重金属二重固化研究。首次提出利用高温载体（熔融高炉矿渣）熔融重构垃圾焚烧飞灰水淬成渣，再常温状态大掺量复合水泥水化进行双重固化有毒重金属的新理念（Ⅰ-原材料，Ⅱ-复合高炉矿渣熔融一重固化，Ⅲ-复合水泥常温二重固化）。其中Ⅲ过程中的重金属固化主要分为两个部分：一部分是Ⅱ过程中未实现有效固化部分游离重金属，在复合水泥水化初期即随重构水淬渣参与反应并固结于水泥复合体系水化产物中；另一部分是Ⅱ过程中已实现有效固化的重金属，因为重构水淬渣在参与水化反应过程中产物和结构发生变化，此部分原已有效固化的重金属失去保护而微量释放，而释放的重金属随即又被重构水淬渣与水泥复合体系的水化产物及时固结包裹，重归固化稳定状态。（3）进行了严苛侵蚀环境下双重固化体系的安全性分析。设置严苛侵蚀环境，根据该环境条件下重构水淬渣复合水泥净浆试件的外观破坏及强度损失等宏观性能变化及化学组分变化，将整个过程分为4个主要阶段：潜伏期、膨胀开裂期、膨胀延续期、贯穿溃散期。经过不同破坏循环各试件4种典型重金属的浸出浓度均明显低于国标限值。经复合水泥常规性能及严苛侵蚀环境下重金属稳定性研究发现重构水淬渣#8的安全消纳阈值为50%。依此阈值测算，则复合水泥体系中实际消纳超危垃圾焚烧飞灰比例至少为25%（若考虑超危垃圾焚烧飞灰复合熔融矿渣过程中的烧失则实际消纳比例远高于25%）。垃圾焚烧飞灰双重固化技术，能够充分利用高炉矿渣废热，固化效果好，处理成本低，固化产物对环境长期安全稳定，实现了处理与利用同步，解决了传统固化技术难以平衡处置效果和处置成本之间矛盾的难题，具有较高的实用价值和广阔的应用前景。