目前国内外随着工业化水平的提高和经济活动的扩张与增长,水体污染越来越得到人们的重视。淤泥作为水域污染的重要载体,成分复杂且含有大量有机物、重金属等有毒有害物质,这些物质随水体流动扩散会造成水体富营养化、黑臭等一系列生态破坏,淤泥中部分有毒有害物质经食物链还会逐级在生物体内富集,最终影响人类人体健康。此外,淤泥若堆积严重,会严重影响航运、水体疏通等,进而减弱水域泄洪能力、增大了自然灾害风险。因此,世界各地均会定期对江河湖海进行疏浚清淤活动。产生的淤泥量大、含水率高,目前主要的处理淤泥方式存在毒害物质浸出风险、成本高、有二次污染隐患,因此国内外学者和有关部门不断致力于研究出合理高效的淤积处置手段。本论文利用淤泥作为主要原材料进行免烧陶粒的制备,对制成的陶粒对照国标GB/T 17431.2进行性能测试,依托XRD、SEM等表征技术进行深入分析,并对陶粒的浸出毒性进行检测。综合各研究结果,得出了淤泥制备免烧陶粒的配方和工艺方案,为今后河湖淤泥的资源化利用研究提供了必要的理论基础和科学依据。（1）对经过预实验筛选出的石膏、水泥、粘结剂等物料进行XRF组分分析,并对实验用淤泥进行含水率、有机物含量测定,采用XRD、XRF、SEM、EDS等对淤泥的化学组成、矿相结构、微观形貌、主要重金属进行全面表征分析。确定以淤泥、水泥、石膏、粘结剂、纤维等为主要原料,采用免烧保水养护方法制备免烧陶粒。（2）通过正交实验分析,并且综合考虑清洁生产原则、最大化利用废弃物原则和成本优化原则,确定最佳工艺参数组合为:淤泥/水泥比为2.5,石膏含量为10%,粘结剂含量为1%,保水养护时间为28天,以此确保淤泥利用率超过60%。在此基础上通过单因素试验进一步研究各原辅料含量的变化对陶粒物理化学性质的影响。研究得出保水养护时间对陶粒性能影响较大,随着养护时间的延长,钙长石和C-S-H凝胶出现并为陶粒提供一定的机械强度。纤维可阻碍陶粒受外力所产生裂缝的进一步扩散。（3）研究了陶粒内部主要氧化物对免烧陶粒性能作用。二氧化硅含量的提高起初对陶粒性能产生正向影响,但过量的二氧化硅非常亲水,在碱性条件下硅烷醇基可与OH^-离子反应并在颗粒表面形成负基,负电荷增加会导致颗粒之间的静电双层力增强,减弱颗粒间聚集作用。氧化铝含量对陶粒性能的影响较为显著,随着氧化铝含量的增加,陶粒抗压强度和1h吸水率递减,颗粒密度递增。Ca O含量过高时,陶粒的吸水率大且强度低,这是由于钙离子迁移到免烧陶粒内部的孔隙溶液中,会逐渐溶解水泥水合物,且不断长大的氢氧化钙晶体之间孔隙也增大,并挤压周围的水化产物从而引起破裂。Mg O含量为15%时陶粒吸水率较高,原因是大量的氧化镁水合形成大量Mg（OH）₂晶体填充在颗粒之间,同时引起的水泥基质溶胀可提高水抗压强度。氧化铁含量为6%时陶粒性能较优,强度增加、吸水率降低,这是由于Fe₂O₃的火山灰作用和填料效应促使陶粒内部紧密且团聚。对制成的陶粒成品进行铜、镉、镍、锌和钒五种重金属浸出毒性的检测,结果表明陶粒中重金属浸出浓度均远优于国家标准限值。（4）对免烧陶粒内各原辅料的作用机理进行深入研究。结果发现促成陶粒较优性能的机制分别为:物理咬合作用、淤泥和水泥等胶凝材料的水解水化反应、粘结剂的团聚作用、纤维的拉结作用和聚苯乙烯颗粒的结构效应。本研究为河湖淤泥资源化利用提供可行的研究工艺及实验数据研究的支撑,制成的免烧陶粒能耗小、无二次污染,更加符合可持续发展理念。本论文所研究的由原始物料到陶粒产品的反应机理,可供其他采用淤泥质固体废弃物进行再利用的学者参考借鉴与引伸拓展。