重金属及其化合物被广泛应用于社会的各个行业中,然而重金属使用量的增加必然会对环境造成不可估量的损害。无论在土壤还是水中,重金属一直是造成环境污染的重要因素,并且重金属难降解,它们很容易在环境中富集。由于重金属的毒性以及在食物链中的生物累积性,采取行动来减少和防治重金属污染变得亟不可待。近些年来,重金属在环境中的含量不断升高,由重金属造成的各种危害也越来越多的受到关注,所以探究高效的环境修复材料来治理重金属污染也变得越来越重要。自然界中广泛存在的黄铁矿在隔绝氧气的地下还原性环境中,能够稳定存在,且具备较好的还原性,本研究的目的是通过实验手段探究黄铁矿是否可以长期有效的发挥其还原吸附作用,探究机械活化的黄铁矿的特性以及它在重金属污染防治领域的应用。发掘其充当环境修复材料的潜能以及用天然黄铁矿去除重金属的优越性。本研究开展了大量的实验,从机械活化黄铁矿的自身性质到反应过程都进行了认真的分析,综合阐述了机械活化黄铁矿在处理Cr6+,Cd2+和Pb2+过程中所表现出来的特有的反应特性。首先,采用机械球磨法制备了实验所需的纳米级黄铁矿,表征结果显示本实验所用黄铁矿主要成分为FeS2。然后,在低氧的条件下,研究了不同的黄铁矿用量、不同的反应时间和反应温度、不同的初始pH等条件对纳米级黄铁矿去除重金属Cr6+,Cd2+和Pb2+的效果影响以及不同pH条件下重金属解吸程度的分析。结果显示:(1)经过机械活化后黄铁矿对Cr6+,Cd2+和Pb2+的去除效率相较于未活化的天然矿都有不同程度地显著增加。(2)随着黄铁矿用量的增加和反应时间的延长,Cr6+,Cd2+和Pb2+的去除率都相应增大。当用量增加到一定值或反应时间延长到某一值后,再增加黄铁矿用量或再延长反应时间对去除效果几乎没有影响,从而确定Cr6+,Cd2+和Pb2+最佳用量和平衡时间。(3)在研究初始pH对实验的影响时,得到如下规律:Cd2+和Pb2+的去除率随着pH的升高而增加,而Cr6+的去除率随着pH的升高而减小。(4)Cr6+,Cd2+和Pb2+的去除率随着温度的增加而增大。并且温度越高,反应达到平衡时所需时间越短。在25℃~45℃范围内,温度每提高10℃,达到平衡时的反应时间大约缩短20 min。(5)通过对解吸实验研究,得出机械活化黄铁矿对Cr6+,Cd2+和Pb2+的吸附较稳定,尽管在p H为2时,Cr6+,Cd2+和Pb2+也仅仅解吸出了0.214mg/L,1.021 mg/L,1.697mg/L。(6)将黄铁矿与铁锰矿与Cr6+,Cd2+和Pb2+的反应进行对比得到如下结论:黄铁矿在处理重金属的过程中不仅具有吸附的作用,还可以通过氧化还原作用降低重金属的污染程度,并且具有处理效率高,成本低廉等优点,因此黄铁矿被越来越多地应用到环境污染控制与修复领域(7)探究了纳米黄铁矿与Cr6+,Cd2+和Pb2+反应的机理,得出纳米黄铁矿与Cr6+的反应主要为氧化还原反应,而与Cd2+和Pb2+的反应中吸附和共沉淀起主要作用。(8)室温下,黄铁矿与Cr6+,Cd2+和Pb2+的反应过程符合准二级动力学方程。本研究提出利用纳米级天然黄铁矿去除重金属Cr6+,Cd2+和Pb2+,并进行了一系列实验探究,对实验结果进行分析,得出活化黄铁矿去除Cr6+,Cd2+和Pb2+的最佳反应条件及其与重金属Cr6+,Cd2+和Pb2+反应的机理,并通过与铁锰矿的对比实验得出黄铁矿在处理重金属污染方面的优势,为纳米黄铁矿在环境修复领域的应用提供了理论基础和实验依据。