高炉渣是钢铁制造过程中产生的一种主要固体废物,但是随着我国工业的快速发展,高炉渣的产量日益增多。如果不能正确解决高炉渣的处理问题,就会导致大量的土地资源被占用,固体废弃物的堆积也会使环境受到严重的破坏。而且,高炉渣的随意处理也会导致其造成严重的二次污染。因此,如何利用、处理这些大量的固体废弃物,不仅对生态环境是一种保护,更是对资源的变废为宝。目前,这一问题已经引起国内外研究人员的关注,成为研究的热点之一。由于高炉渣具有物理化学性质稳定,丰富的表面结构,产量大,成本低廉等特点,高炉渣可能适合吸附废水中的重金属离子。在本论文中,对高炉渣的化学成分、物相组成、表面形貌进行表征和分析。采用流延成型和固相烧结法以高炉渣为主要材料制备多孔陶瓷。γ-氨丙基三乙氧基硅烷（APTES）用于改性高炉渣和高炉渣多孔陶瓷制品。详细研究了未改性/改性高炉渣和高炉渣多孔陶瓷制品对废水中重金属离子的吸附性能。研究发现高炉渣组分为无定形态的,并且主要由Si O₂和Ca O组成。与其他重金属离子(例如Cu²⁺、Zn²⁺、Cr⁶⁺和Cd²⁺)相比,它对废水中Pb²⁺的吸附最有效。采用正交试验研究了吸附温度、吸附时间、p H值和废水初始溶度对高炉渣吸附性能的影响。结果表明,在以下条件,高炉渣对Pb²⁺的吸附量为49.99mg/g,去除率为99.98%:高炉渣的用量为0.1g,p H为7,吸附时间为240 min,吸附温度为60℃,溶液中Pb²⁺的初始浓度为40 mg/L,吸附后模拟废水中Pb²⁺的残余浓度小于1 mg/L,已经达到了国家排放标准。采用Langmuir模型和Freundlich模型分析等温线数据。值得注意的是,Langmuir模型（相关系数,R²=0.9983）比Freundlich模型（相关系数,R²=0.75986）更好地拟合了实验数据。该结果表明,Pb²⁺的吸附发生在吸附剂内部特定的均相部位。两种动力学模型分别为准一级动力学模型和准二级动力学模型,用来描述高炉渣吸附Pb²⁺的吸附过程。结果表明,准二级动力学模型更符合描述实验数据,相关系数更高。高炉渣对Pb²⁺的吸附属于化学吸附,并且吸附过程中没有颗粒内扩散的过程。通过流延成型和固相烧结法制备多孔硅灰石陶瓷。陶瓷的相组成主要为硅灰石,并伴有少量的钙镁黄长石。样品具有孔径为0.76μm的多孔结构。尽管多孔陶瓷对Pb²⁺的吸附能力比粉末高炉渣的吸附能力略低,但是吸附后陶瓷样品比高炉渣更易于从废水中回收。通过使用APTES作为修饰剂和无水乙醇作为溶剂的后接枝修饰法,将氨丙基成功地修饰在高炉渣和高炉渣陶瓷制品上。值得注意的是,用氨丙基进行表面改性后提高了高炉渣及其陶瓷制品对Pb²⁺地吸附性能,特别是对于Pb²⁺浓度高达300 mg/L的废水。对于改性高炉渣,Pb²⁺的去除率从20.71%显著提高到64.32%,吸附量从29.01 mg/g显著提高到96.48 mg/g。对于改性陶瓷,Pb²⁺的去除率从21.05%显著提高到85.47%,吸附量从15.78 mg/g显著提高到64.10mg/g。