在水質凈化方面,活性氧化鋁除主要用于去除飲水中的氟化物外,對工業(yè)污水顏色及氣味的消除也很有效果。此外,活性氧化鋁在碳水化合物的回收和選擇性吸附及動力系統油的養(yǎng)護中也有普遍應用。
中國已知的鋁土礦儲量約為23億t ,居世界第五位。與其他加工鋁土礦的國家不同,中國鋁土礦礦石98 %以上有硬水鋁石存在的特點,含有約80 %的硬水鋁石。中國鋁土礦中的脈石礦物主要是高嶺石、葉蠟石和伊利石,其余是少量的鈦和鐵雜質。這些脈石礦物經常以細粒浸染的包體形式存在。中國硬水鋁石礦石一個不理想的特點是低鋁硅比,典型的范圍為4~6 。
葉蠟石則是一種三層鋁硅酸鹽,它是由四面體硅酸鹽的兩層之間夾層結構的一個八面體鋁氫氧化物層組成,而且這種三層是由公共的氧原子共價結合而成,形成一個三層夾層結構,這些夾層結構則由相對弱的范德華力聚集在一起。伊利石具有與葉蠟石類似的晶體結構,也是一種三層硅酸鹽。然而,在伊利石中,隨著水對晶格氫氧化物取代程度的變化,Al3+類質同象取代了四面體硅酸鹽的一些晶格Si4+ ,這些補償離子通常是鉀,它橋鍵連結了兩個鄰近的夾層結構,在這種情況下層間力為離子性質。磨礦時,硬水鋁石沿結合弱的晶面破裂,破碎破壞了離子/ 共價的Al-O鍵,導致生成一個離子性質的不飽和殘留鍵的表面。對于層結構的黏土礦物,破碎使粒子沿弱結合的基面裂開 [2]。
從理論上說,不同的iep 值表明,從硬水鋁石中反浮選鋁硅酸鹽黏土礦物可以在pH 4~6用陽離子捕收劑進行,此時硬水鋁石荷正電,而黏土礦物荷負電。使用一種典型的陽離子捕收劑十二烷基胺(DDA) 進行了三種鋁硅酸鹽黏土單礦物的浮選試驗。
雖然在硬水鋁石礦石的反浮選中無機磷酸鹽對抑制硬水鋁石表現出某種程度的選擇性,但高嶺石的可浮性相則對較低,因此下一步的努力集中于聚合的有機抑制劑上。天然谷物淀粉作為硫化物和氧化物的抑制劑,尤其是在鐵礦石和磷酸鹽礦石的反浮選中,已進行了深入研究,因此可以預計,在其基本的D-葡萄糖結構單元中具有大量親水的-OH基團的多糖大分子,可能是含有相當數量活性鋁位置的硬水鋁石良好的抑制劑,遺憾的是,未改性的淀粉僅對硬水鋁石和高嶺石浮選產生不大的抑制。通過考察羥肟酸鹽與過渡金屬的螯合性質認為,經改性的具有羥肟酸的淀粉可能為硬水鋁石礦石反浮選時從黏土礦物中選擇性抑制硬水鋁石提供了機會
應用上述研究所得到的基礎知識,使用中國河南省的硬水鋁石試樣進行了反浮選分離試驗。給礦試樣進行了分析,從一個鋁硅比5.7 的給礦,反浮選產出精礦, 氧化鋁回收率為86 % ,鋁硅比為10.6 ,這種精礦適于作為拜耳法的原料。
在中國全國基礎研究和開發(fā)計劃的資金支持下,中國中南大學胡教授領導下的研究組成功地研究了硬水鋁石礦石的反浮選工藝,分選指標達到了用陰離子捕收劑直接浮選硬水鋁石的同等水平。