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近年来,由于我国铜冶炼的快速增长,导致产生大量的铜冶炼污泥,为了寻求更好的方法有效处置污泥以及回收有价金属,使污泥能够无害化、减量化、资源化利用。本论文主要从铜冶炼污泥的形成机理及特性、污泥重金属形态分析、污泥的还原热分解特性、污泥的高温熔融固化等几方面进行研究。主要研究成果如下：运用ICP-AES.TG-DSC与毒性浸出试验研究了铜冶炼污泥的形成机理和特性,采用改进的BCR连续提取法与毒性浸出试验分别对铜污泥(中和渣与铁砷渣污泥)的重金属形态分布与浸出毒性进行了研究。实验结果表明：污酸经废水工艺处理后,产生的污泥主要成分是CaSO4·xH2O,污泥毒性浸出试验中,As的含量严重超标,Se元素含量也超国标范围,因此,此类铜冶炼污泥属于危险废弃物；废水处理工艺对污泥中重金属总量以及形态分布和浸出量影响比较大。本实验采用连续升温的加热方式,并结合红外烟气分析仪、TG-DSC分析,对煤粉还原分解污泥的反应机理进行研究。实验结果表明：过量的添加煤粉会导致在还原性气氛下结焦而影响污泥的还原,添加过少不利于污泥的还原；通过各样品分解率综合考虑污泥与煤粉在不同比例下混合样品中硫酸钙的分解率,最优的选择条件是：污泥／煤粉=40/1。用煤粉还原污泥中硫酸钙可以明显提高S02浓度；通过对污泥与煤粉混合样焙烧后的XRD物相分析,温度在850℃时,主要以硫酸钙分解主反应为主；温度在900℃时,残留物中检测到CaS、CaO物相的存在,此温度下S02浓度受到严重抑制,说明在900℃下污泥硫酸钙的主副反应同时存在；温度达到1050℃时,污泥中的主要物相为CaO,检测不到CaSO4物相存在,同时SO2瞬时浓度达到最大值,说明在此温度下污泥中的硫酸钙完全分解产生CaO。本实验借鉴垃圾焚烧飞灰熔融固化的方法,结合XRD和SEM分析手段,对铜冶炼污泥进行高温熔融固化研究。实验结果表明：污泥在1000℃高温焙烧后的污泥残渣中Sb的浸出量为3.478mg/L,超过了相关行业标准的排放标准0.5mg/L；在1100℃到1400℃焙烧后的污泥,熔融残渣中重金属浸出率均非常低,都低于GB5085.3-2007的排放标准；在1000℃到1200℃温度范围内焙烧,试样主要以结块为主；温度达到1300℃时,焙烧试样中有大量的液相生成,污泥基本上处于熔融状态；温度达到1400℃时,污泥完全熔融,形成了结构致密的玻璃体；温度是影响重金属的固定率的主要因素,而过多地添加SiO2对重金属的固化无明显效果。