作为世界最大的氧化铝生产国，我国赤泥每年排放量能够达到数百万吨，对环境造成极大影响。本文针对拜耳法赤泥提出一种大规模利用的方法，将其用作矿山充填材料。但是由于拜耳法赤泥附液碱性过高以及重金属离子含量较高，用在矿山充填项目中可能会对地下水产生一定污染。通过以充填体碱溶出率和充填试块强度为控制目标，研究赤泥在粉煤灰、脱硫石膏、生石灰、以及水泥等作用下能够降低碱性、满足强度的适宜充填配比方案，并通过粉煤灰的掺量、比表面积及养护龄期对固结赤泥可溶性碱效果进行系统研究，运用数值模拟软件进行 3D 建模，找到最佳的配比方案。为了深层次地了解赤泥基膏体固碱机理，对试样进行 XRD 和 SEM电镜分析，了解其反应过程中重要的矿物组成变化和微观结构变化。主要结论如下：

（1）通过以拜耳法赤泥及粉煤灰作为主要原料，找到一种适合井下充填的赤泥基膏体充填材料配比方案-"赤泥+粉煤灰+水泥"。该方案可以大规模利用工业固废、降低矿山充填成本，符合绿色矿山发展要求。

（2）本次试验条件下得出赤泥基膏体充填最优配比为：58%的料浆浓度、赤泥粉煤灰比 3：2、水泥掺量6%，该配比3d强度为1.15MPa、28d强度达到2.58MPa、流动度为 182mm，7d 淋溶水和浸泡水pH值分别为8.49和9.06，重金属离子均在标准范围之内。

（3）研究粉煤灰固结赤泥可溶性碱试验结果表明：随着粉煤灰掺量增加，对赤泥可溶性碱固结效果增强，当赤泥粉煤灰比为 3：7时，粉煤灰对赤泥可溶性碱吸收效果最好，淋溶液 pH值为8.03，浸泡液 pH值为 8.68。随着粉煤灰比表面积增大，对赤泥可溶性碱吸收效果逐渐增强。试验表明，粉煤灰球磨 30min，即粉煤灰比表面积为780m²/kg时，对赤泥可溶性碱吸收效果最好。且随着养护龄期增加，淋溶液和浸泡液pH 逐渐降低，这是因为 XRD 结果显示赤泥中的钠和粉煤灰的氧化铝、二氧化硅反应生成了不溶于水的钠系菱沸石（Na₂Al₂Si₄O₁₂·6H₂O）。

（4）赤泥基膏体充填材料反应产物主要为钙矾石、C-S-H 凝胶和钠系菱沸石（Na₂Al₂Si₄O₁₂·6H₂O）。随着养护时间增加，硬化膏体内部C-S-H凝胶数量逐渐增多，钙矾石由针状向棒状进行转化，生成的水化产物与原材料的固有晶相缠绕粘结，使得充填体结构更加致密，强度增加，渗透性降低。