活性氧化铝作为吸附剂的主要的工业应用包括气体干燥、液体干燥、水质净化、石油工业的选择吸附以及色层分离工艺等。
由于活性氧化铝对水有较强的亲和力,因此在气体干燥中得到了广泛应用。能够用活性氧化铝干燥的气体主要有:乙炔、裂解气、焦炉气、氢气、氧气、空气、乙烷、氯化氢、丙烷、氨气、乙烯、硫化氢、丙烯、氩气、甲烷、二氧化硫、二氧化碳、天然气、氦气、氮气、氯气等。由于活性氧化铝吸附水时放出大量的热,因此,应用时要综合干燥能力、干燥速度、换热及再生方式等进行设计。
中国已知的铝土矿储量约为23亿t ,居世界第五位。与其他加工铝土矿的国家不同,中国铝土矿矿石98 %以上有硬水铝石存在的特点,含有约80 %的硬水铝石。中国铝土矿中的脉石矿物主要是高岭石、叶蜡石和伊利石,其余是少量的钛和铁杂质。这些脉石矿物经常以细粒浸染的包体形式存在。中国硬水铝石矿石一个不理想的特点是低铝硅比,典型的范围为4~6 。
在矿物学方面,硬水铝石是一种双链结构,而所有的黏土矿物则都是层状结构。硬水铝石由六方紧密堆积的氧层与充填了2/3八面体间隙位置的铝原子组成。每个所占据的八面体与邻近的铝八面体共享四个边,并在C 轴方向形成双链,这些单元通过共享的氧原子连在一起,铝原子以形成八面体带的方式占据层之间的八面体配位位置。黏土矿物中,高岭石是二层结构的铝硅酸盐,这两个层是通过公共的氧原子共价结合在一起,形成一个层状结构的重复单元,八面体氢氧化铝的羟基离子和四面体硅酸盐的氧原子之间的氢链使两层重复单元聚于一起。
选择多磷酸盐作为有潜力的抑制剂是基于在硫化矿和氧化矿浮选中磷酸盐作为有效的分散剂和抑制剂的已知经验。光谱研究表明,磷酸根阴离子与暴露的表面金属离子的配合作用是金属硫化物和氧化物浮选中聚磷酸盐的主要抑制和分散机理。在硬水铝石和高岭石浮选的抑制研究中,发现用DDA作捕收剂浮选硬水铝石时,六偏磷酸钠( (NaPO3) 6 ,简称SHMP) 是有效的抑制剂。在不同的SHMP浓度下DDA浮选硬水铝石和高岭石的回收率与pH的关系,在所试验的全部pH范围内,连续提高SHMP的加入量便抑制了硬水铝石的回收。
应用上述研究所得到的基础知识,使用中国河南省的硬水铝石试样进行了反浮选分离试验。给矿试样进行了分析,从一个铝硅比5.7 的给矿,反浮选产出精矿, 氧化铝回收率为86 % ,铝硅比为10.6 ,这种精矿适于作为拜耳法的原料。
在中国全国基础研究和开发计划的资金支持下,中国中南大学胡教授领导下的研究组成功地研究了硬水铝石矿石的反浮选工艺,分选指标达到了用阴离子捕收剂直接浮选硬水铝石的同等水平。
一般而言,硬水铝石比铝硅酸盐黏土矿物硬度大得多。在同时碎磨时,黏土矿物先于硬水铝石破裂,因此,黏土矿物在相对短的磨矿期后就已解离,有利于从硬水铝石中反浮选这些黏土矿物。未浮出的矿浆流中粗粒级的硬水铝石有利于过滤和降低滤饼的水分含量,此外,粗磨还使细磨中常有的机械夹带和矿泥覆盖减到小。在反浮选中,只有不到总给矿量20%的次要黏土矿物被浮出,因此所需的捕收剂用量比正浮选工艺低,此外,在反浮选中不需要起泡剂,因为阳离子捕收剂具有起泡能力,这样就简化了工艺控制。更重要的是,从反浮选中获得的硬水铝石精矿不含有机捕收剂和起泡剂,因此消除了在随后的拜耳法工艺中除去有机物这种不希望的措施