随着近代产业不断发展,人民生活水平不断提高,水污染问题日益严重。研究污水中污染物发现,重金属离子污染不同于有机污染物,它不可生物降解,可在生物体中沉积。开发能够有效去除污水中重金属离子的新技术、探究其去除机理的研究十分必要。凹凸棒土是一种产量丰富的吸附材料,本文利用微波消解/电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）和X射线荧光光谱（XRF）无标样全定量分析法对凹凸棒土进行了化学成分分析。采用扫描电镜（SEM）对凹凸棒土进行形貌表征。本实验针对污水中Cu²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺进行去除研究,配制含有Cu²⁺、Ni²⁺、Pb²⁺、Cd²⁺的模拟污水,采用正交实验法找到凹凸棒土吸附污水中重金属离子的最佳实验条件。运用电感耦合等离子原子发射光谱仪（ICP-AES）测定模拟污水中重金属离子吸附前后的含量,其去除率分别为Cu²⁺（65.01%）、Ni²⁺（61.02%）、Pb²⁺（80.00%）、Cd²⁺（58.00%）。对凹凸棒土使用情况进行探究,凹凸棒土可循环使用多次。将凹凸棒土进行酸改性,在酸与凹凸棒土液固比1:10条件下,得出不同种类酸的最佳改性浓度为:硫酸4 mol/L、硝酸2 mol/L、盐酸2 mol/L。将凹凸棒土进行有机改性,使用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）进行有机改性,得到最佳改性条件为:CTAB与凹凸棒土质量比为1:20。使用SEM技术考察改性后的凹凸棒土的形貌结构,采用红外光谱仪（FT-IR）对比分析5种样品改性前后波谱变化,利用N₂物理吸附仪测定改性前后凹凸棒土的比表面积,采用国际通用的标准方法BET-N₂比表面法计算凹凸棒土的比表面积。酸改性改变凹凸棒土的表面形态,其内部的空隙和孔道增加。而有机改性使用的表面活性剂接枝到凹凸棒土的表面,改善其疏水性。实验结果显示,有机改性凹凸棒土（O-ATP）对污水中重金属离子的去除效果最好,去除率分别为Cu²⁺（100.00%）、Ni²⁺（93.91%）、Pb²⁺（100.00%）、Cd²⁺（97.10%）。分别使用原土和改性凹凸棒土对实际煤矿污水进行吸附实验,对比分析得出O-ATP吸附效果最好,其对四种重金属离子的去除率分别为Cu²⁺（76.50%）、Ni²⁺（66.70%）、Pb²⁺（49.90%）、Cd²⁺（100.00%）。实际污水体系成份复杂,其去除率比模拟污水去除率略低。