铜冶中和渣是在铜冶炼过程中为了中和酸性废水而产生的以硫酸钙为主要成分的废渣,钛石膏是在生产钛白粉后用石灰或电石渣处理酸性废水时产生的以硫酸钙为主要成分的废渣;铜冶中和渣和钛石膏都属于化学石膏。化学石膏的大量堆存不仅占用大量土地,还会对环境、生态和人体带来不利的影响。本文在对铜冶中和渣和钛石膏的组成和理化性质分析的基础上,分别对将其用于制备建筑石膏砌块和泡沫混凝土开展了实验研究,并测试了有关性能,探索了中试可行性。分析结果表明,铜冶中和渣和钛石膏均为中性物质,其物相组成均以生石膏为主,CaSO4·2H2O含量较高;它们均会在120～170℃时发生脱水反应,生成建筑石膏,因此可用于替代天然石膏制备各种建筑石膏制品。实验中发现,利用铜冶中和渣或钛石膏制备石膏砌块的过程中,制品的物相变化相似,均是原有的生石膏煅烧后脱水形成半水石膏,再经过水化硬化过程形成二水石膏,砌块的强度也是在这一过程中形成的。通过大量实验研究,在利用铜冶中和渣制备石膏砌块的过程中优化了最优的水灰比为0.85,所制备的石膏砌块的抗压强度达到5.00 MPa、密度为986 kg/m3。当加入2%的减水剂后,抗压强度达到10.91 MPa,密度为1229 kg/m3。利用钛石膏制备石膏砌块的过程中,需要加入少量胶凝材料以提高强度,其最佳水灰比为0.9,最佳减水剂添加量为2%,所制备的石膏砌块抗压强度为5.96 MPa,密度为981 kg/m3。而柠檬酸的加入会对石膏砌块的强度有不利的影响。利用铜冶中和渣或钛石膏制备石膏砌块的强度发展在硬化前7天进行,之后强度基本稳定;所制备的两类石膏砌块的性能均符合相关标准要求。利用铜冶中和渣和钛石膏制备石膏砌块的生产过程简便易行,产品性能好、生产成本低,所需设备与传统石膏砌块基本相同。该研究成果属于固废资源化利用,可有利于减少天然石膏资源的开采,具有良好的工业可行性和市场前景。此外,还利用铜冶中和渣、钛石膏、水泥制备了泡沫混凝土,并采用废化学纤维进行了增强改性。分别研究了发泡剂、废化学纤维对泡沫混凝土性能的影响。研究表明,添加铜冶中和渣和钛石膏会使泡沫混凝土的强度有所下降,但当添加量小于20%时,制得的泡沫混凝土气孔细密均匀,纤维可以较好地分散到样品中,性能可达到相关标准中A0.5强度等级和B04密度等级的要求。