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煤矸石是洗煤和采煤过程产生的固体废物，是我国堆放累积量最大的工业废渣，其主要成分是SiO2和Al2O3，因其矿物特性和化学特性使它经过合适的工艺能够提高活性，适合作为污水处理药剂的原料。本文以煤矸石、石灰石和氯化铝为原料，探究了制备吸附剂的最佳工艺条件，并对吸附剂进行结构性能表征，确定了吸附剂处理铬、铅、锌废水的最佳条件，并探讨了吸附机理。制备吸附剂的最佳条件为：当煤矸石粒径为200目，以2：3的比例与石灰石混合，加入质量百分含量10%的氯化铝，混合在马弗炉内从室温缓慢升温至800oC，保温90min，取出自然冷却，得到呈碱性的复合型吸附剂。复合型吸附剂的SEM图谱表明其表面凹凸不平，孔径数量多，孔径直径大，这有利于吸附过程的进行。由XRD图谱可见三种物质反应生成具有活性的不稳定的物质：Mg2Al4Si5O18（堇青石）、Al2Si2O5(OH)4（高岭石）、C2CaO4（草酸钙）、CaSiO3（硅酸钙）等。经Boehm检测其中Al—O基团、Ca含量增大，其零点电荷高，吸附重金属离子效果好。复合吸附剂吸附铬模拟废水去除率为94.79%，低浓度符合Langmuir拟合，高浓度符合Freundlich拟合，主要以单分子层物理吸附为主。复合吸附剂吸附铅模拟废水去除率为96.68%，低浓度和高浓度均符合Freundlich拟合，主要以单分子层物理吸附为主。复合吸附剂吸附锌模拟废水去除率为96.28%，低浓度符合Freundlich拟合，高浓度符合Langmuir拟合，主要以化学吸附为主，同时存在单分子层物理吸附。准二级动力学方程能更好的描述三种重金属离子整个吸附过程。利用煤矸石制备吸附剂不仅节约了资源，降低成本的同时也缓解了固体废弃物对于环境的污染程度，达到以废治废的目的。