近年来国内经常发生的镉污染事件,严重威胁着人们健康。因此,探索和开发制备成本低、价格低廉、去除镉离子能力强的环保处理材料和处理技术刻不容缓。沸石分子筛由于具有很好的热稳定性和水热稳定性、良好的离子交换性能和独特的阳离子选择吸附性能,在重金属废水处理中有广泛应用前景。但目前,沸石分子筛的制造成本和价格较高,严重影响了其在环境保护等领域的大规模使用。因此,选取价格低廉的原料来合成低成本沸石分子筛成为当务之急。本文以廉价的低品位铝矾土为原料,经碱熔融活化后,成功地合成了沸石分子筛,并系统地研究了合成沸石分子筛的各种影响因素。利用X射线衍射、扫描电镜、红外、物理吸附分析等测试技术对产物晶相、形貌、热稳定性、钙离子吸附能力及比表面积进行了系统表征测试,将分子筛的结构及性质等与其吸附性能进行了关联。进一步研究了沸石分子筛吸附金属离子的吸附等温线、热力学和动力学特征。所有研究为有效利用低品位铝矾土矿产资源、开发廉价环境保护材料奠定实验基础。主要研究结果如下：1、以低品位铝矾土为原料、偏铝酸钠为补充铝源、碳酸钠为活化剂,采用碱熔融-水热法合成了单一晶相、高结晶度的A型沸石分子筛。原料经碱熔融活化后全部用于合成沸石分子筛,未再有其他后处理,合成工艺简单,使其有重要的工业应用价值。探讨了晶化反应条件对合成A型沸石分子筛的影响。最佳合成工艺条件是：反应物配比为1.5Na2O:0.5A12O3:1SiO2:128H2O,晶化温度：90℃,晶化时间：12h。合成的A型沸石分子筛形貌为斜切边的立方体形状,平均晶粒直径1-2μm,在700℃以下能够保持稳定的结构,钙离子交换能力为369mg CaCO3/g沸石分子筛,具有较高的吸附性能。2、首次以铝矾土类天然矿物为原料,通过氢氧化钠碱熔融活化、补充硅源后,水热合成了单一晶相、高结晶度的X型沸石分子筛；补充硅源并添加导向剂,合成出结晶度较高Y型沸石分子筛。详细研究了SiO2/Al2O3(?)匕、碱度、晶化时间、晶化温度、导向剂组成、用量及陈化时间对合成的影响,得到由低品位铝矾土制备X型、Y型沸石分子筛的结晶规律。合成的沸石分子筛X和Y形貌均为八面体结构,平均晶粒直径2-3μm,具有良好的热稳定性。X型沸石分子筛具有较大的比表面积(SBET56Om2/g)、孔容(0.441cm3/g)和较高的钙离子交换能力(317mgCaCO3/g沸石分子筛),具有良好的工业应用价值。3、分别以A型和X型沸石分子筛作为吸附剂,研究了水溶液中Cd2+离子在沸石分子筛上的吸附行为。研究表明Cd2+离子在沸石分子筛上的吸附过程均符合准二级动力学速率方程,其中,液膜扩散是Cd2+离子在沸石分子筛上吸附的主要控制步骤。A型沸石分子筛吸附等温线可以用Langmuir和Freundlich模型来描述,X型沸石分子筛吸附更符合Langmuir等温吸附模型。两种分子筛最大吸附容量分别为161.3mg/g和178.6mg/g。随着Cd2+离子溶液初始pH、沸石用量和吸附温度的增大,Cd2+离子去除率增大。热力学研究表明沸石分子筛吸附Cd2+离子是吸热、熵增和自发过程。沸石分子筛的解吸与再生实验表明,A型沸石分子筛可以多次再生循环使用,在处理含镉重金属废水方面表现出良好的应用前景。对竞争体系中Cd2+、Zn2+和Ni2+离子在A型沸石分子筛上的吸附规律研究发现在单组分中沸石分子筛对3种离子的吸附能力都比较强,等温吸附均可用Langmuir模型较好地描述。在所有组分体系中,吸附能力从强至弱均为：Cd2+>Zn2+>Ni2+,这与三种离子的水合焓和离子半径大小的顺序一致。