矿渣是一种无定型的硅铝酸盐前驱体材料,在碱性条件下经过解聚-缩聚反应后生成具有三维网络状结构的地质聚合物凝胶材料。地质聚合物由于其特殊的三维网络状结构,具有强度高、耐酸性、耐高温、绿色环保等优点,有望广泛应用于建筑材料、3D打印、吸附有毒重金属离子等领域。本研究以矿渣为原料,水玻璃为碱激发剂,二甲基硅油为分散介质,通过悬浮分散固化法制备粒径30μm以下的矿渣基地质聚合物微球（SGMs）。论文利用扫描电子显微镜（SEM）、超高速智能粒度分析仪、X射线粉末衍射（XRD）、傅立叶转换红外光谱分析仪（FTIR）、能谱分析仪（EDS）、比表面积及孔径分析仪（BET）和球差校正环境透射电镜（STEM）等测试对SGMs进行表征,并研究了SGMs对重金属Pb（Ⅱ）离子的吸附效果。主要研究内容如下:（1）水玻璃激发矿渣制备地质聚合物微球（SGMs）。以矿渣和水玻璃为主要原料,利用悬浮分散固化法制备SGMs,通过调整连续相、二甲基硅油的温度及粘度、反应容器的高径比、养护温度和时间、矿渣粒径、分散机转速等单因素条件来控制微球的球形度和粒径分布。通过分析不同条件下制备的SGMs的微观结构和粒径分布得到了最佳工艺参数:当二甲基硅油作为连续相且温度为50℃、反应容器的高径比为2.5、地质聚合物浆料低温养护0.5 h时,制备得到的粒径在30μm以下的SGMs球形度最佳;当二甲基硅油温度为50℃、矿渣粒径为0.2-10μm、分散机的转速为5000r/min、二甲基硅油粘度为1000 mm²/s时,制备得到的粒径在30μm以下的SGMs产率最高,达到了48.19%。（2）在SGMs与Pb（Ⅱ）离子溶液不同接触时间的实验中,SGMs在Pb（Ⅱ）离子溶液中接触20 h后对Pb（Ⅱ）离子的吸附基本达到平衡,此时的吸附量为353.9 mg/g,去除率88.03%。SGMs对Pb（Ⅱ）离子的吸附符合准二级动力学模型,吸附过程以化学吸附为主。（3）使用不同粒径的SGMs对Pb（Ⅱ）离子的吸附实验中,发现微球对Pb（Ⅱ）离子的吸附量与微球的比表面积、平均孔径以及孔径分布不存在线性关系,SGMs吸附Pb（Ⅱ）离子后孔径分布变宽。（4）使用SGMs对Pb（Ⅱ）离子进行动态吸附实验,实验结果表明:不同柱高（床层高度）、不同流速、不同初始Pb（Ⅱ）离子浓度以及不同粒径的SGMs都会影响Pb（Ⅱ）离子的动态吸附穿透曲线。高床层、低流速、低初始Pb（Ⅱ）浓度和小粒径的SGMs有利于延长突破时间和饱和时间。当固定床H=3 cm,蠕动泵的流速μ=1 m L/min,Pb（Ⅱ）离子的初始浓度为200 mg/L,SGMs的粒径范围为10-30μm时,突破时间为2803 min,饱和时间为5623 min,去除率为70.22%。（5）对SGMs吸附Pb（Ⅱ）离子前后进行对比测试。FTIR测试发现吸附前后SGMs的主要官能团没有发生改变;SEM测试发现,吸附Pb（Ⅱ）离子前,SGMs呈现致密的凝胶状结构,且表面没有晶体,吸附Pb（Ⅱ）后,SGMs表面生长出大约3-5μm的纳米棒状晶体结构;XRD、EDS、STEM测试可知,吸附后SGMs表面的棒状晶体为Pb₃Si₂O₇和Pb₅Si₄O₈（OH）₁₀。