二次铝灰是炼铝工艺中产生的废弃物,其中含有氟化物、氮化物、碳化物等有毒有害成分,属于有毒易燃性危险废物（I,T）。二次铝灰与水接触后,其中的氟元素会进入土壤,污染地下水;氮化铝可发生水解反应释放氨气,进而污染大气。因此,实现二次铝灰中氟、氮元素的安全处置具有重要的环境和生态效益。本研究结合钙盐沉淀法,提出了利用工业固废脱硫石膏固化二次铝灰中氟元素的技术思路。试验对比研究了脱硫石膏/二次铝灰二元体系、水硬性矿物/脱硫石膏/二次铝灰三元体系,以及负载改性脱硫石膏/偏高岭土/二次铝灰体系下的氟离子固化效果与耐水性能。结合微观测试手段和热力学参数分析了脱硫石膏固化二次铝灰中氟化物的作用机理。基于聚合硫酸铝的氟离子络合特性与弱酸性能,进一步研究了聚合硫酸铝对上述固化材料的氟固化固化效率、铵根离子浸出浓度、抗压强度以及耐水性能的影响规律。研究的主要结论如下:（1）在脱硫石膏/铝灰二元体系中,脱硫石膏可有效降低固化体中氟离子的溶出,且随着石膏掺量的增加,浸出液中氟离子浓度呈下降趋势。当脱硫石膏含量从10%增加到90%时,浸出液中氟离子浓度从19.98 mg/L下降到了5.34 mg/L,但固化体耐水性能变差,软化系数均低于0.75。（2）在脱硫石膏/二次铝灰/矿渣体系中,当矿渣含量从0增加到30%时,浸出液中氟离子浓度从7.83 mg/L逐渐增加到11.87 mg/L。在脱硫石膏/二次铝灰/铝酸盐水泥体系中,随着铝酸盐水泥掺量增加,氟离子浸出浓度从7.86 mg/L降低到4.04 mg/L。在脱硫石膏/二次铝灰/偏高岭土固化体系中,浸出液中氟离子浓度均小于10.00 mg/L,且氟离子固化率均在98.5%左右。（3）负载氯化镧、硝酸钙的脱硫石膏/偏高岭土/二次铝灰改性体系,其氟离子浸出浓度显著降低。当氯化镧掺量从0增加到2%,氟离子浸出浓度从6.76 mg/L降低至3.40 mg/L;硝酸钙掺量从0增加到2%,氟离子浸出浓度从6.76 mg/L降低到2.70 mg/L。（4）采用聚合硫酸铝溶液拌制脱硫石膏/偏高岭土/二次铝灰制得的固化体系,其氟离子浸出浓度、干燥强度和软化系数有所下降,铵根离子浸出浓度增加。