高炉渣是高炉炼铁过程中产生的一种固体废弃物,主要结构是硅氧四面体[Si O₄]^4-在聚合作用下通过互相连接而形成的网络状结构,对废水中的重金属离子有良好的吸附效果,吸附重金属离子的高炉渣还可作为水泥的掺合料使用,大大提高了这种工业废弃物的利用价值。本文研究高炉渣吸附不同重金属离子的性能与吸附机理,探究吸附重金属离子的高炉渣作为水泥掺合料时重金属离子的固化性能,为高炉渣的资源化利用提供理论技术支持。基于高炉渣用量、废水p H值、吸附时间、温度对Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的吸附效率,确定吸附反应的最佳条件,探讨吸附等温模型和吸附动力学。结果表明:高炉渣用量越多,废水p H值越高、吸附时间越长、温度越高,重金属去除率越大;在正交试验的最佳反应条件下,高炉渣对Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的去除率分别可达99.9%、78.9%、100.0%;高炉渣对Cu²⁺、Cd²⁺、Pb²⁺的吸附符合Langmuir吸附等温模型、拟二级动力学方程。从高炉渣的组成、玻璃体结构、比表面积和孔结构以及Zeta电位等方面探究高炉渣组成和结构对吸附铜离子的影响。结果表明:高炉渣的钙镁比为8,玻璃相含量为62.54%,玻璃体结构中Q¹型硅氧四面体含量为87.64%,Zeta电位为-18.64mv时,对铜离子的吸附效果最好,去除率达100.0%。研究了吸附重金属高炉渣-水泥复合胶凝材料对铜离子的固化性能以及水化性能。结果表明:GB/T 7023-2011浸出方法中,高炉渣-水泥复合胶凝材料固化体表面各浸出周期铜离子的浸出量均小于1mg/L,不同高炉渣掺量固化体均表现出较好的固化铜离子的效果;HJ/T 300-2007浸出方法中,不同高炉渣掺量的复合胶凝材料固化体颗粒养护至28d时,铜离子浸出量均小于1mg/L,达到了《地表水环境质量标准》规定的铜离子的排放标准。