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
众所周知,Al₂O₃与SiO₂质量比大于10 的高品级铝土矿能直接用拜耳法处理,而对于Al₂O₃与SiO₂质量比低于8 的低品级硬水铝石铝土矿,可使用烧结法或烧结与拜耳法联合的方法。烧结法能耗很大,环境不友好,氧化铝生产成本高。因此,迫切需要采用低费用的物理分选工艺以提高中国硬水铝石矿石的Al₂O₃与SiO₂的质量比,以便能直接使用拜耳法工艺处理。
硬水铝石广泛分布于铝土矿和红土及某些岩石中。硬水铝石可用作耐火材料,也可用来提炼铝。铝的氧化物矿物。白色或淡灰色,坚硬,具玻璃光泽。在刚玉砂中与刚玉伴生,并广泛分布于红土、铝土矿及铝质黏土中。大量产于匈牙利、南非、法国、美国阿肯色州和密苏里州。硬水铝石与软水铝石成同质二象(即化学成分相同,但晶体结构不同)。它不含氢氧基,但含有与氧原子呈二次配位的氢阳离子
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。
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。