铜渣是火法冶炼生产铜过程中产生的废渣。砷铁渣是处理含砷废水产生的酸性含砷废渣。处理铜渣和砷铁渣的工艺较复杂,成本较高,目前大多采用堆存的方式,此方法会对环境产生不可逆的危害。因此,本文提出利用铜渣制备铜渣基草酸盐化学激发胶凝材料,并其作为基体材料固化砷铁渣,实现铜渣的高效利用和砷铁渣无害化处理。研究发现,铜渣基草酸盐化学激发胶凝材料对铜渣中含有的重金属具有良好的固化效果,可避免环境污染;同时材料铜渣基草酸盐化学激发胶凝材料对酸性砷铁渣具有良好的固化效果,可达到以废治废的效果。研究结果如下:(1)铜渣中的Fe含量占37.123wt%,Si占13.095wt%,Fe主要以磁铁矿(Fe₃O₄)和铁橄榄石(Fe₂SiO₄)的形式存在。砷铁渣中的Fe含量占23.945wt%,As含量占27.048wt%,主要以毒铁石(Fe₄(OH)₄(AsO₄)₃H·5H₂O)、FeAsO₄和无定形相的形式存在。(2)铜渣基草酸盐化学激发胶凝材料较佳配比为:以铜渣和草酸的质量比为100/15(m(CS)/m(OA)=100/25),水灰比为0.17(W/C=0.17),硼酸掺量为2.5wt%。不掺加缓凝剂所得铜渣基草酸盐化学激发胶凝材料的凝结时间为17 min,3、7、28d抗压强度平均值分别为26.1、31.4、33.6 MPa;掺加缓凝剂硼酸所得的铜渣基草酸盐化学激发胶凝材料的凝结时间为29 min,3、7、28d抗压强度分别23.2、28.9、38.5 MPa。(3)铜渣基草酸盐化学激发胶凝材料固化砷铁渣的较佳配比为:m(CS)/m(OA)=100/15,W/C=0.18⁰.20,砷铁渣的最佳固容量为70wt%¹00wt%,砷铁渣掺量为70wt%时,其凝结时间为19 min,3、7、28 d抗压强度分别为7.9、11.8、11.4 MPa,7、28 d砷毒性浸出浓度为2.20、2.32 mg/L。(4)SEM-EDS、FT-IR、XRD分析表明,铜渣基草酸盐化学激发胶凝材料中主要水化产物为Fe²⁺与C₂O₄^2-通过形成配位健而结合成的FeC₂O₄·2H₂O,FeC₂O₄·2H₂O是溶出的Fe²⁺与相邻两个C₂O₄^2-形成配位化合物,是具有无限链状结构的大分子。而砷固化体的主要水化产物是FeC₂O₄·2H₂O、Fe₄(OH)₄(AsO₄)₃H·5H₂O和Na₂Fe₄(OH)₅(AsO₄)₃·7H₂O,m(CS)/m(OA)对水化产物的影响较大。