在水質(zhì)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(duì)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(dòng)力系統(tǒng)油的養(yǎng)護(hù)中也有普遍應(yīng)用。
中國(guó)已知的鋁土礦儲(chǔ)量約為23億t ,居世界第五位。與其他加工鋁土礦的國(guó)家不同,中國(guó)鋁土礦礦石98 %以上有硬水鋁石存在的特點(diǎn),含有約80 %的硬水鋁石。中國(guó)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(zhì)。這些脈石礦物經(jīng)常以細(xì)粒浸染的包體形式存在。中國(guó)硬水鋁石礦石一個(gè)不理想的特點(diǎn)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(jié)構(gòu)的一個(gè)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(jià)結(jié)合而成,形成一個(gè)三層夾層結(jié)構(gòu),這些夾層結(jié)構(gòu)則由相對(duì)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(jié)構(gòu),也是一種三層硅酸鹽。然而,在伊利石中,隨著水對(duì)晶格氫氧化物取代程度的變化,Al3+類質(zhì)同象取代了四面體硅酸鹽的一些晶格Si4+ ,這些補(bǔ)償離子通常是鉀,它橋鍵連結(jié)了兩個(gè)鄰近的夾層結(jié)構(gòu),在這種情況下層間力為離子性質(zhì)。磨礦時(shí),硬水鋁石沿結(jié)合弱的晶面破裂,破碎破壞了離子/ 共價(jià)的Al-O鍵,導(dǎo)致生成一個(gè)離子性質(zhì)的不飽和殘留鍵的表面。對(duì)于層結(jié)構(gòu)的黏土礦物,破碎使粒子沿弱結(jié)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(jìn)行,此時(shí)硬水鋁石荷正電,而黏土礦物荷負(fù)電。使用一種典型的陽離子捕收劑十二烷基胺(DDA) 進(jìn)行了三種鋁硅酸鹽黏土單礦物的浮選試驗(yàn)。
雖然在硬水鋁石礦石的反浮選中無機(jī)磷酸鹽對(duì)抑制硬水鋁石表現(xiàn)出某種程度的選擇性,但高嶺石的可浮性相則對(duì)較低,因此下一步的努力集中于聚合的有機(jī)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(jìn)行了深入研究,因此可以預(yù)計(jì),在其基本的D-葡萄糖結(jié)構(gòu)單元中具有大量親水的-OH基團(tuán)的多糖大分子,可能是含有相當(dāng)數(shù)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(duì)硬水鋁石和高嶺石浮選產(chǎn)生不大的抑制。通過考察羥肟酸鹽與過渡金屬的螯合性質(zhì)認(rèn)為,經(jīng)改性的具有羥肟酸的淀粉可能為硬水鋁石礦石反浮選時(shí)從黏土礦物中選擇性抑制硬水鋁石提供了機(jī)會(huì)
應(yīng)用上述研究所得到的基礎(chǔ)知識(shí),使用中國(guó)河南省的硬水鋁石試樣進(jìn)行了反浮選分離試驗(yàn)。給礦試樣進(jìn)行了分析,從一個(gè)鋁硅比5.7 的給礦,反浮選產(chǎn)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(guó)全國(guó)基礎(chǔ)研究和開發(fā)計(jì)劃的資金支持下,中國(guó)中南大學(xué)胡教授領(lǐng)導(dǎo)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(biāo)達(dá)到了用陰離子捕收劑直接浮選硬水鋁石的同等水平。