天然或人工生产的一水氧化铝和三水氧化铝,因比表面积低、孔容小、活性低,不能用来做干燥剂、吸附剂、催化剂和催化剂载体。将一水氧化铝或三水氧化铝加工成拟薄水铝石。拟薄水铝石具有高比表面积、大孔容、大孔径、高活性,适合于作干燥剂、吸附剂及石油化工、化肥及尾气等领域的催化剂和催化剂载体等
活性氧化铝(分子式Al2O3-x(OH)2x,0
吸附剂及催化剂载体用氧化铝是一种精细化学品,也是一种化学品。不同用途对物性结构的要求不同,这就是其性强、品种牌号多的缘故。据统计,用氧化铝作催化剂及载体的数量,比分子筛、硅胶、活性炭、硅藻土及硅铝胶的催化剂总用量还多。由此可见氧化铝在催化剂及载体中的举足轻重的地位。其中η-Al2O3和γ-Al2O3又是重要的催化剂及载体,它们都是含有缺陷的尖晶石结构,两者的区别是:四面体的晶体结构不同(γ>η),六方层的堆排规整性不同(γ>η)以及Al—O键距不同(η>γ,差值0.05~0.1nm)。
硬水铝石是铝的氧化物矿物,一般为白色、灰色、无色,含杂质时可呈红、褐等颜色。具有玻璃光泽,坚硬。硬水铝石矿石反浮选的新进展铝是地壳中丰富程度为第三的元素,是文明社会中常使用的金属元素之一。由于铝合金具有高度的耐腐蚀性和良好的机械强度/ 质量比,因此被广泛用作飞机、建筑物、机器部件、饮料罐和食品包装的主要结构材料。
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。
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。
叶蜡石则是一种三层铝硅酸盐,它是由四面体硅酸盐的两层之间夹层结构的一个八面体铝氢氧化物层组成,而且这种三层是由公共的氧原子共价结合而成,形成一个三层夹层结构,这些夹层结构则由相对弱的范德华力聚集在一起。伊利石具有与叶蜡石类似的晶体结构,也是一种三层硅酸盐。然而,在伊利石中,随着水对晶格氢氧化物取代程度的变化,Al3+类质同象取代了四面体硅酸盐的一些晶格Si4+ ,这些补偿离子通常是钾,它桥键连结了两个邻近的夹层结构,在这种情况下层间力为离子性质。磨矿时,硬水铝石沿结合弱的晶面破裂,破碎破坏了离子/ 共价的Al-O键,导致生成一个离子性质的不饱和残留键的表面。对于层结构的黏土矿物,破碎使粒子沿弱结合的基面裂开 [2]。
从理论上说,不同的iep 值表明,从硬水铝石中反浮选铝硅酸盐黏土矿物可以在pH 4~6用阳离子捕收剂进行,此时硬水铝石荷正电,而黏土矿物荷负电。使用一种典型的阳离子捕收剂十二烷基胺(DDA) 进行了三种铝硅酸盐黏土单矿物的浮选试验。
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