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赤泥作为Al2O3生产过程中产生的固体废物,探讨其综合利用具有重要的指导意义。赤泥在废水处理方面的研究已有不少,并且在含重金属废水处理方面效果良好,但其不易回收的特点使得对赤泥的改性成为研究的重点。本论文首先利用赤泥、粉煤灰、膨润土、成孔剂和稳泡剂制备赤泥陶粒,通过实验确定赤泥陶粒的成分配比和烧制条件；在制备赤泥陶粒的过程中,进一步添加纳米Al2O3对赤泥陶粒改性,筛选最佳成分配比,并考察烧制过程中的影响因素(预热温度、预热时间、焙烧温度、焙烧时间),对赤泥陶粒和改性赤泥陶粒进行对比实验,考察其对含Sb(Ⅲ)废水的处理效果,进一步论证了纳米Al2O3改性赤泥陶粒(以下简称改性赤泥陶粒)在重金属污染废水处理中的可行性。通过正交实验和单因素实验,得出了烧制赤泥陶粒和改性赤泥陶粒的最佳配比和烧制条件。赤泥陶粒的最优配比为：赤泥：粉煤灰：膨润土：成孔剂：稳泡剂=30%：20%：10%：15%：5%,最优工艺条件为：在105℃时干燥2h,在450℃时预热15mm,在1000℃时焙烧25min。在这个条件下制备的赤泥陶粒对Sb(Ⅲ)溶液的去除率最高达到84.25%。加入纳米Al2O3的改性赤泥陶粒的吸附性能更好,最优原料配比为：赤泥：粉煤灰：膨润土：成孔剂：稳泡剂：纳米Al2O3=30%：20%：10%：15%：5%：1%,最优工艺条件为：在105℃时干燥2h,在450℃时预热15min,在1000℃时焙烧25min。在这个条件下制备的改性赤泥陶粒对Sb(Ⅲ)溶液的去除率最高达到95.76%。研究了改性赤泥陶粒在静态实验条件下对Sb(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,分别讨论了pH值、溶液初始浓度、吸附剂投加量、吸附时间、反应温度对改性赤泥陶粒吸附Sb(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)效果的影响。实验结果表明,静态吸附除Sb(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)实验数据均符合准二级动力学方程和Langmuir方程,吸附反应为放热反应。研究了改性赤泥陶粒在动态实验条件下对Sb(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附性能,分别探讨了柱高、进水Sb(Ⅲ)浓度和Cd(Ⅱ)浓度、进水流速对动态吸附的影响。试验结果表明,吸附柱高越大,初始Sb(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)浓度越小,溶液流速越小,Sb(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)在吸附柱内停留地就越久,就越有利于Sb(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的去除。柱高条件较好地拟合BDST模型,进水浓度条件很好地拟合Thomas模型。通过FTIR和XRD等仪器分析研究了改性赤泥陶粒对模拟废水中Sb(Ⅲ)和Cd(Ⅱ)的吸附机理。结果表明：改性赤泥陶粒疏松多孔,比表面积大,吸附重金属离子过程中,-OH、C-O等基团参与了吸附过程,形成了氧化物新物质,吸附过程包含了物理吸附和化学吸附的共同作用。再生试验结果表明：改性赤泥陶粒可通过多种解吸剂实现再生利用,其中硝酸溶液效果最好；浸出毒性试验结果表明吸附重金属后的改性赤泥陶粒不属于危险固废,对环境没有二次污染风险。