金属矿产资源是我国社会经济发展的重要物质基础,但矿产资源开采后造成的大量尾矿堆放和采空区不仅浪费大量土地资源,而且严重破坏生态环境,甚至造成安全事故。因此,尾矿胶结回填采空区是对其直接利用的有效途径之一,对矿产资源的可持续开发具有重要意义,成为近年来研究热点之一。本论文以矿渣、水泥、粉煤灰、火山灰等为主要原材料进行组成优化,制备出绿色胶凝材料,再用其分别固化铅锌尾矿和铜尾矿,并对其固化性能和机理进行探讨分析,研究结果表明:(1)以水泥为主要原料,粉煤灰为辅料,激发剂为碳酸盐类,制备新型水泥-改性粉煤灰基胶凝材料,并对铅锌尾矿进行固化。当粉煤灰的用量为8 wt%,胶凝材料与干尾矿(尾矿细砂和粗砂质量比为3:7)质量比为1:6时,尾矿浆浓度为70 wt%时,所制备的尾矿固化试样3 d、7 d和28 d龄期的抗压强度最高,分别为1.31 MPa、1.69 MPa和3.87 MPa,软化系数为0.92;添加0.1 wt%絮凝剂(PAM)能提高试样的强度,但会降低料浆的流动度。(2)以S95级矿渣微粉和火山灰为主要原料,水泥和工业碱渣为激发剂,制备了新型的矿渣基胶凝材料(XB),并对铜尾矿进行固化。当XB胶凝材料与干尾矿的质量比为1:8时,所制备尾矿固化试样3 d、7 d和28 d的抗压强度分别为1.56 MPa、2.46 MPa和5.26 MPa,软化系数为0.88;聚羧酸减水剂的用量为1 wt%时,料浆的流动度增大,试样后期强度(28 d)提高10%,能够满足矿山充填标准要求。(3)以铜尾矿为主要原料,采用干压成型法制备了尾矿免烧砖试样。当XB胶凝材料与干尾矿质量比为1:10,拌合料用水量为12 wt%,成型压力为10 MPa时,试样28 d的抗压强度为10.04 MPa,该试样经15次干湿循环后,其质量损失率为0.67%,强度损失率为9.02%;经过15次冻融循环后,其质量损失率为0.72%,强度损失率为16.12%。该免烧砖具有较好的耐水性和抗冻性。