危险废物焚烧处置残渣(HWIR)是采用焚烧法处置各类危险废物的过程中产生的一种工业废渣,因其仍含有多种重金属(如Zn、Cu和Cr等)而被列为《国家危险废物名录》(2021版)HW18类危险废物。残渣中的重金属一旦浸出,则会以多种渠道进入人体,进而严重危害人的健康和生命安全。因此,必须对其进行无害化处置。本文以中国重庆某环境保护公司的HWIR为研究对象,在对其进行了理化性质分析的前提下,以100%HWIR为原材料,利用熔融-烧结法制备了SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-CaO系微晶玻璃,并在此过程中实现了对其重金属的有效固化,为HWIR的处理方式进行了新的探索。获得的主要结论如下:1)HWIR呈弱碱性,含水率低,无明显的结晶相,其外观呈现出带有玻璃光泽的深棕褐色。HWIR中重金属Zn、Cu和Cr的含量较高。此外,HWIR中还含有丰富的SiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃和CaO等成分。2)以100%HWIR为原材料制备SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-CaO系微晶玻璃最佳的热处理制度是:晶化温度为1080°C,晶化时间为1 h,核化温度为760°C,核化时间为1 h。在该条件下制备出的微晶玻璃样品具有良好的抗压强度204.84 MPa、体积密度2.80 g/cm~3和吸水率1.20%。并且,该微晶玻璃样品还具有良好的耐化学腐蚀性能,当其在极端酸性和碱性环境中浸泡5天后,样品的质量损失均低于0.08%。此外,该微晶玻璃样品的结晶度良好,在烧结过程中可率先形成赤铁矿(Fe₂O₃),然后形成铁板钛矿(Fe₂Ti O₅)和钙长石(Ca(Al₂Si₂O₈))。最终,三种晶体共存,均匀的嵌入在非晶态的玻璃状基质中。3)SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-CaO系微晶玻璃对重金属Zn、Cu和Cr具有良好的固化效果。与HWIR原样相比,微晶玻璃样品中重金属Zn、Cu和Cr的浸出浓度显著降低,固化效率均超过了99%。微晶玻璃样品对重金属Zn、Cu和Cr具有物理固封和化学稳定双重作用,其中其非晶态玻璃状基质和富铁结晶相中的离子交换(化学稳定)是重金属主要的固化机理。