磷石膏主要来源于工业上湿法磷酸生产工艺过程中排放的一种固体废弃物,也就是工业副产品石膏,磷石膏的化学组分比较复杂,以二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)为主,同时含有部分磷化物和氟化物以及其它钠等无机物。近年来,磷石膏产生量急速增加,每年的产生量约为4000-5000万吨,长期以来,磷石膏的资源化途径主要体现在工业应用、化肥行业应用、建筑业应用以及农业应用四个方面,但是磷石膏资源化利用率较低,磷石膏的综合利用率还没有达到15%,磷石膏的大量堆存,在一定程度上对环境造成了极为不利的影响,堆存的磷石膏不仅侵占了大量的土地资源,而且容易造成二次环境污染。因此,磷石膏的资源化利用对社会和环境均能产生积极的影响。含铬废水是重金属废水中较为常见的一种,其主要来源于工业生产中的废水污染,尤其是电镀行业表现的尤为突出。铬是国际上公认的三种重金属致癌物之一,同时也被美国环境保护署列为129种重点污染物之一。铬在化合物中的常见价态为三价铬和六价铬,其中六价铬的毒性最强,毒性是三价铬的500倍,且易对人体产生致癌和致畸作用。随着工业的快速发展,六价铬作为一个重要的环境污染源,引起的环境污染日益严重,因此,有效处理六价铬污染是当前环保领域中必须解决的问题之一。目前在废水处理方面,吸附法相对其它处理工艺而言具有成本低廉效果好的优势,但是由于一些吸附材料例如活性炭等本身价格较贵,还是在一定程度上导致了吸附的绝对成本较高,从而影响了大范围的推广使用。在当前科研领域,如何有效地开发出一种价格低廉,来源广泛且具有以废治废特点的吸附剂已然成为了一项极为关键的研究热点。本文利用磷石膏作为吸附剂基体,采用添加表面活性剂改性技术,制成新型磷石膏基吸附材料,用来处理含铬废水,具有效果好,成本低,可操作性强的优点,在含铬废水处理方面具有较好的应用潜力,本文较为系统地研究了新型磷石膏吸附剂的制取工艺以及对含铬废水的吸附机制。研究发现利用表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵对磷石膏进行有机改性的效果优于酸和碱对磷石膏的无机改性,表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵的最佳添加用量为1.5g／L,最高去除率为88%。通过对改性磷石膏进行表征分析,十六烷基三甲基铵阳离子成功进入到磷石膏的表面和层间,其吸附机理为磷石膏表面和层间的铵阳离子与废水中的含铬酸根阴离子(HCrO4-、 CrO42-和Cr2072-)发生静电吸附作用形成氢键从而实现对铬的去除。其最佳吸附条件为：pH为2～6、吸附时间为70min、重金属离子初始浓度为40mg/L-50 mg/L、吸附剂量为0.2g/100mL、吸附温度为25℃,改性磷石膏对铬的最大吸附量为16.3225mg/g。通过响应曲面方法分析,可以确定因素pH对吸附过程的影响极为显著,由于pH决定了含铬酸根阴离子的存在形式,因此,pH为影响吸附的决定性因素。改性磷石膏吸附Cr(Ⅵ)相对Freundlich吸附等温方程而言,吸附过程更加符合Langmuir吸附等温方程, 改性磷石膏吸附Cr(Ⅵ)的能力较强。在改性磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附动态平衡阶段前,Lagergren准一级吸附动力学方程、Lagergren准二级吸附动力学方程、Elovich吸附方程以及粒子内扩散模型均可较好地描述吸附初始阶段,而整个吸附过程更好地符合Lagergren准二级吸附动力学方程,吸附过程由物理吸附、化学吸附共同控制。吸附热力学研究结果表明,改性磷石膏对Cr(Ⅵ)的吸附是吸热过程,温度的升高有利于吸附过程自发性的升高和吸附反应的进行。再生吸附实验表明,Cr(Ⅵ)在改性后磷石膏上形成稳定吸附,再生吸附效果不理想。实验研究结果表明,利用十六烷基三甲基溴化铵可以将磷石膏改性成较好的吸附剂,在处理含铬废水方面具有良好的应用前景,同时,对磷石膏的资源化利用途径提供了一种新的思路。