地质聚合物是一种具有非晶质至半晶质的三维硅铝酸盐结构的新型无机材料,其具有优异的抗化学侵蚀、耐高温和重金属离子固封性能。尾矿作为选矿过程的末端产物,其堆存量巨大,同时还会对环境造成严重污染。铌尾矿中含有大量的硅、铝,可作为制备地质聚合物的原料。因此如何利用铌尾矿制作地质聚合物,是实现该尾矿资源二次利用的重要研究方向。研究以非洲某铌矿分选尾矿为对象,采用化学-热活化法对铌尾矿进行活化,然后以活化尾矿和偏高岭土为主要原料,硅酸钠为碱激发剂,通过一系列的条件试验和优化试验,得出最佳的铌尾矿基地质聚合物的制备工艺。而后,采用最优工艺制备一批试样,对其进行耐久性和固化性能研究。通过碱溶浸出试验即Si、Al的溶出量对铌尾矿的活化效果进行评价,试验结果显示,NaOH用量为10 wt%、焙烧温度为700℃,焙烧时间为1h是最佳的活化条件。此时,Si、Al的溶出量分别为1151.75 mg/L,462.82 mg/L。微观分析结果显示,活化处理后,铌尾矿的物相发生了变化,体系中稳定的晶体结构被破坏,产生了具有高活性的无定型物质,且尾矿活化后表面变得粗糙并出现腐蚀坑洞,宏观表现为Si、Al的溶出量增多。在活化试验的基础上,采用条件试验和正交试验研究了偏高岭土掺量、硅酸钠用量、液固比和养护条件对铌尾矿基地质聚合物抗压强度的影响。试验结果显示,三个因素对试样抗压强度的影响顺序:硅酸钠用量>偏高岭土掺量>液固比;地质聚合物的最佳制备工艺为偏高岭土的添量为60 wt%、硅酸钠用量为20 wt%、液固比为0.45,养护方式为湿养,养护温度为60℃,养护时间为18h,在该条件下制备的试样3d、7d和28d的抗压强度分别为57.03 MPa、64.17 MPa和72.71MPa,其强度符合国家对于62.5R级别普通硅酸盐水泥的要求。微观分析结果显示,地质聚合物中存在大量的N-A-S-H凝胶,将体系中反应和未反应的颗粒连接起来,使内部结构变得致密,进而提高试样的抗压强度。在最佳条件下制备铌尾矿基地质聚合物,养护7d后分别进行耐水、酸、碱、盐、高温等耐久性能和固化性能研究。试验结果显示,铌尾矿基地质聚合物具有良好的抗化学侵蚀、耐高温和重金属离子固化能力。试验研究结果表明,铌尾矿经活化后可以作为原料制备地质聚合物,且试样具有较好的力学性能、耐久性能和固化重金属离子性能。