本文以中国铝业河南分公司拜耳法和烧结法赤泥为原料实验，用原子发射法、原子吸收法、滴定分析法测定出赤泥金属元素的含量，用红外光谱仪、差热分析仪、X射线衍射仪对赤泥表征分析，讨论赤泥内部结构；分别用十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和十八烷基三甲基溴化铵（STAB）对盐酸中和后的烧结法赤泥改性得到改性吸附剂CARM（CTAB Activated Red Mud）和SARM（STAB Activated Red Mud），用CARM和SARM对水溶液中Cr（Ⅵ）进行吸附性能研究，考察最佳吸附条件，结合吸附等温线、吸附动力学、吸附热力学探讨吸附机理。主要内容如下：（1）赤泥样品预处理后用酸法消解；对赤泥消解液进行ICP-AES全分析扫描，分析可能含有的金属元素并用ICP-AES法进行准确测定；Fe、Al、Ca、Mg、K、Na六种金属元素用AAS、滴定分析法作对比测定和加标回收实验验证；得到拜耳法赤泥中46种金属元素和烧结法赤泥中47种金属元素的具体含量；硅含量用重量法测定。（2）根据测定结果和赤泥在建筑材料中的应用以及赤泥金属元素的提取现状，对赤泥金属元素进行可利用分析，发现赤泥中很多金属元素都有一定的提取利用价值，但限于工业化技术因素和经济因素导致利用价值不大。总之，赤泥综合利用有多种方法，但当前的利用方法和提取工艺有待改进。（3）对赤泥做红外、热重、XRD表征，发现赤泥中有8%左右的羟基水，以结晶水、结合水和结构水的形态存在于赤泥复杂的矿物结构中；赤泥中有含CaCO3较多的矿物成分，这些矿物在580℃⁶80℃时分解放出CO2使拜耳法赤泥失重5%左右，烧结法赤泥失重10%左右；赤泥中的矿物组成比较复杂，主要有方解石、硅酸二钙、钙钛矿、钙霞石、水钙石榴石等。（4）烧结法赤泥表面有丰富的可交换阳离子，利用离子交换原理将阳离子表面活性剂CTAB中的阳离子基团C₁₆H₃₃（CH₃）₃N⁺和STAB中的阳离子基团C₁₈H₃₇（CH₃）₃N⁺结合到烧结法赤泥表面，达到扩充烧结法赤泥孔径增大烧结法赤泥比表面积的目的；两种改性剂CTAB和STAB的最佳改性浓度确定为0.5%和0.6%；改性后的CARM和SARM红外光谱图中发现CH₃^-（N⁺）和-CH₂-的特征峰，证明改性成功。（5）通过条件选择实验得到CARM和SARM吸附水溶液中Cr（Ⅵ）的最佳吸附条件；以CARM为吸附剂时，溶液初始pH值为2的酸性条件下吸附率最高，吸附30分钟可达吸附平衡，温度对吸附效果的影响不大，相同条件下随着Cr（Ⅵ）浓度的增加吸附量会有所上升；SARM吸附45分钟可达到平衡，其它条件和CARM相同。（6）在最佳实验条件下CARM和SARM对100mg/L的Cr（Ⅵ）的吸附率分别可以达到95%和97%以上，对20mg/L的Cr（Ⅵ）吸附率均可以到99%以上；原赤泥、CARM和SARM最大吸附量分别为4.658mg/g、22.03mg/g和25.16mg/g，说明改性后吸附量大幅增加，其中STAB的改性效果更好。（7）采用Langmuir和Freundlich两种等温吸附模型分析吸附等温线，分析结果表明，CARM吸附Cr（Ⅵ）的Langmuir等温吸附模型拟合qmax值为22.20mg/g和实验值22.03mg/g非常接近，线性关系为0.9997；SARM吸附Cr（Ⅵ）的Langmuir等温吸附模型拟合qmax值为25.21mg/g和实验值25.16mg/g非常接近，线性关系为0.9990；说明CARM和STAB对水溶液中Cr（Ⅵ）的吸附过程都符合以单分子吸附为主的Langmuir等温吸附模型。（8）吸附动力学分析中讨论了准一级动力学和准二级动力学模型，两个吸附过程的准一级动力学拟合出的qe的值分别为0.2165mg/g和0.9531mg/g，偏离实验值较大；CARM吸附Cr（Ⅵ）的准二级动力学模型拟合方程的R2为0.9999，qe理论计算值11.87mg/g和实验所得qe值11.86mg/g非常接近，SARM吸附Cr（Ⅵ）的准二级动力学模型拟合方程的R2为0.9999，qe理论计算值为11.96mg/g和实验所得qe值11.92mg/g也非常接近，说明CARM和STAB对Cr（Ⅵ）的吸附过程符合准二级动力学模型，两个吸附过程都是物理吸附和化学吸附共同作用的结果。（9）吸附热力学中计算出了CARM和STAB对Cr（Ⅵ）的吸附过程中吉布斯自由能△G0、吸附焓变值△H0和熵变值△S0，其中两个过程的△G0均小于0说明吸附可以自发进行；△H0分别为-21.75kJ/mol和^-16.48kJ/mol说明两个吸附都是属于放热反应，温度升高不利于吸附；△S0为-66.86J·mol^-1·K^-1和-48.76J·mol^-1·K^-1说明两个吸附反应都是总熵减小的过程。