铜渣、电解锰渣和粉煤灰作为工业废渣长期大量堆积,不仅占用土地,对空气、水资源及土壤也会造成危害,同时威胁人类生命健康。本文针对铜渣、电解锰渣和粉煤灰的环境污染问题,利用粉煤灰和电解锰渣制备地质聚合物多孔材料,利用粉煤灰和铜渣制备地质聚合物材料,利用地质聚合物材料对重金属进行固化、吸附研究。这不仅实现铜渣、电解锰渣和粉煤灰减量化、资源化的有效利用,同时在环保、经济等方面具有重大的意义。本文研究锰渣/粉煤灰地质聚合物多孔材料的制备工艺及锰渣加入量对其性能的影响;铜渣和粉煤灰制备地质聚合物的工艺参数对地质聚合物性能的影响;锰渣/粉煤灰多孔材料对Pb²⁺的吸附能力;铜渣/粉煤灰地质聚合物对Cr³⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺和Cu²⁺的固化/稳定化效果。利用XRD、FTIR、SEM-EDS和ICP-7000等对样品的结构、形貌和毒性浸出等进行测试表征。研究结论如下:以锰渣、粉煤灰为原料,利用发泡剂H₂O₂和N16型稳泡剂,采用碱激发的方法在最优工艺参数下制备出的地质聚合物多孔材料表观密度为0.49g/cm³,抗折强度和抗压强度分别为0.853MPa和1.187MPa,且成孔分布均匀。制备出的锰渣/粉煤灰地质聚合物多孔材料可以有效吸附Pb²⁺。当溶液初始浓度为200mg/L,pH=6,固液比5g/L时吸20min,溶液中Pb²⁺去除率达99.99%。以铜渣、粉煤灰为主要原料,利用碱激发的方式,在最佳工艺参数下制备的地质聚合物28d抗压强度达到47.53MPa。当铜渣加入量为20%,碱激发剂加入量25%,水玻璃模数1.2,养护时间12h,养护温度80℃,地质聚合物28d抗压强度均在30MPa以上。XRD和FTIR分析表明,原料中Si-O-Si和Si-O-Al发生偏移,硅氧、铝氧化学键发生断裂重组,形成新的硅铝酸盐凝胶N（C）-A-S-H。SEM分析表明铜渣、粉煤灰在碱激发条件下发生反应,表面生成了絮状凝胶产物,且样品微观结构均较为致密。在制备铜渣/粉煤灰地质聚合物材料基础上,加入0.5%-3.0%的重金属(Cr³⁺、Ni²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺和Cu²⁺),五种重金属的固化率均达到99%以上,铜的固化效果相对较好。金属镍照比其它四种金属制备出的固化样品抗压强度整体较好,28d抗压强度均在20MPa以上。且加入0.5%的Ni²⁺,28d抗压强度为33.97MPa。XRD、FTIR和SEM分析表明铜渣/粉煤灰地质聚合物固化前后的物相及对应特征峰发生变化,样品均具有致密的微观结构,但形貌有所不同。EDS表明重金属在地质聚合物中分布较为均匀。