活性氧化铝在吸附及催化领域的应用
活性氧化铝具有较大的比表面积、多种孔隙结构及孔径分布、丰富的表面性质,因此,在吸附剂、催化剂及催化剂载体方面有着广泛的用途。
吸附剂及催化剂
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 。
包括硬水铝石(Al₂O₃·H₂O) 、高岭石(Al4〔Si4O10〕(OH)8) 、叶蜡石(Al2〔Si4O10〕(OH) 2 ) 和伊利石( K1 - x (H2O) xAl2〔AlSi3O10〕(OH) 2 - x ( H2O)x)的所有主要组分均含有铝,这就为选择性浮选提供了机会。然而,有价矿物硬水铝石没有太高的铝含量,也没有与脉石黏土矿物差别太大的晶体结构。
发现了对这些黏土矿物的一种强捕收剂后,对硬水铝石矿石反浮选的第二个要求是寻找一种对硬水铝石的抑制剂,而且也可作为一种分散剂。由于从理论分析可知,需要对硬水铝石进行分散,否则它将与细粒黏土矿物产出杂凝聚,从而导致明显的机械夹带和较差的泡沫质量。业已发现,DDA在从pH4~10的宽范围内能有效浮出硬水铝石,预计DN12也有类似性能,这就为硬水铝石矿石的反浮选提供了机遇。因此进行了一些努力来试验无机多磷酸盐作为硬水铝石潜在的分散剂/ 抑制剂。
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。