近年,随着金属采矿业的快速发展,采矿、提炼等矿业活动引发的环境污染中酸性废水污染问题较为突出。矿山酸性废水来源于矿区的采矿场和废石场,它是因含硫矿石或其废渣中所含的铜、铁、锌、硫等元素在风化、降雨淋滤等作用下发生了一系列复杂反应而形成的富含高浓度可溶性有毒金属离子(如Cr3+、Zn2+、Cd2+、Co2+、Pb2+等)和SO42-离子,且呈酸性的废水。此酸性废水若无有效处理,其污染物可致使流经的水域、底泥及土壤中重金属含量超标,严重威胁到生态环境的稳定及人类健康。因此,矿山酸性废水中的有毒重金属离子和硫酸根离子等污染亟待去除。鉴于此,本研究基于“以废治废”环保理念,以酸性矿山废水中重金属离子及硫酸根离子的去除为目标,利用“合成-净化”一体化技术,将废水中特定污染物(重金属离子和SO42-)作为资源,通过调节粉煤灰、水泥、发泡剂的种类及比例等优化合成条件,探寻形成具备治理矿山酸性废水能力的多孔连通性粉煤灰泡沫混凝土的最佳制备工艺。并在宏观层次上运用等温吸附、吸附动力学、解析动力学等实验方法研究水泥、粉煤灰等原料以及多孔连通型粉煤灰泡沫混凝土对重金属离子和SO42-的去除行为;在微观层次上通过XRD、FTIR、XRF、SEM、Zeta电位等测试手段对宏观现象的分析加以分析验证,确定多孔连通性粉煤灰泡沫混凝土原料及其对废水p H调节及重金属离子和SO42-协同去除机制。相关研究结果如下:（1）在模拟矿山酸性废水体系下系统考察投加量、反应时间、温度、初始浓度等因素对粉煤灰、水泥等原料去除重金属离子(以Cu2+为代表)的性能影响。结果表明:1.粉煤灰去除Cu2+的最佳投加量为30 g/L,在反应4 h达到吸附平衡状态,动力学结果符合伪二级动力学,吸附等温结果符合Langmuir模型,其理论最大吸附量达8.12 mg/g,说明粉煤灰对Cu2+的去除是单分子层化学吸附,由SEM、Zeta电位等表征的分析结果可知粉煤灰主要通过化学结晶、化学沉淀等作用去除Cu2+。2.水泥去除Cu2+的最佳投加量为1.5 g/L,反应2 h后可达吸附平衡状态,动力学和吸附等温结果分别符合伪二级动力学和Langmuir模型,理论最大吸附量达152.36 mg/g,说明水泥对Cu2+的去除是单分子层化学吸附,通过表征分析发现水泥去除Cu2+主要是其水化产物C-S-H凝胶与Cu2+发生静电吸附作用,使得其能以重金属沉淀、水合重金属等形式固化于C-S-H凝胶中。（2）在模拟矿山酸性废水体系下考察粉煤灰、水泥等原料去除SO42-的性能,结果表明:1.粉煤灰对SO42-的去除率为0,Zeta电位等表征揭示粉煤灰表面呈负电性,使得粉煤灰与SO42-发生了静电排斥作用。2.水泥对SO42-的去除率为0,通过实验发现这是水泥在纯水中会释放SO42-导致的,其释放量超过8 g/kg。（3）采用预制泡混合法,将粉煤灰、水泥、发泡剂等原料有机结合成功制得多孔连通型粉煤灰泡沫混凝土。其中发泡剂种类选择阳离子型表面活性剂CTAB,水灰比选择0.55,粉煤灰掺量选择30%为最佳合成参数。优选参数后合成的多孔连通型粉煤灰泡沫混凝土的表征结果表明:其主要组分为C-S-H凝胶、石英、莫来石等粉煤灰和水泥的水化产物,气孔形貌主要为连通孔,连通孔隙率达20%,并通过安全性分析发现多孔连通型粉煤灰泡沫混凝土对重金属离子具有很好的固化作用,各类重金属的浸出量均不超过1mg/kg。（4）在实验室模拟条件下,多孔连通型粉煤灰泡沫混凝土对Cu2+去除的最佳投加量为10 g/L,最大吸附量达到了22.36 mg/g,等温吸附结果符合Langmuir模型,且可近乎完全去除Cr3+、Zn2+、Cd2+、Co2+、Pb2+等其他重金属离子。同时,100 g/L多孔连通型粉煤灰泡沫混凝土对SO42-离子可取得接近20%的去除效果,大大改善了其合成原料在去除硫酸根离子的受限性。通过SEM、XRD、FTIR、Zeta电位等表征结果分析发现多孔连通型粉煤灰泡沫混凝土对Cu2+主要是通过络合作用形成新产物去除,对SO42-主要通过静电吸附作用去除。