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
在水质净化方面,活性氧化铝除主要用于去除饮水中的氟化物外,对工业污水颜色及气味的消除也很有效果。此外,活性氧化铝在碳水化合物的回收和选择性吸附及动力系统油的养护中也有普遍应用。
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。
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 。
由于中国丰富的硬水铝石铝土矿资源在经济上的重要性,因此对开发浮选- 拜耳法进行了深入研究。作为一种基于表面润湿性的分离技术,浮选有较高的通用性,尤其适于细粒分选,因此被选择作为硬水铝石矿石潜在的物理富集方法。早期研究的努力开发出了一些直接浮选硬水铝石而脱除硅酸盐矿物的新螯合捕收剂。例如使用一种称为RL的新型阴离子捕收剂浮出硬水铝石,回收率超过90 % ,而铝硅酸盐矿物被无机抑制剂抑制,从而使浮选精矿中铝硅比大于11。
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]。
由于硬水铝石与铝硅酸盐黏土矿物在表面破裂键方面存在明显差别,因此,细磨的矿物粒子呈现明显不同的表面电荷特性,它可以相应的等电点(iep)加以表征。对硬水铝石而言,得到的典型iep为pH6.4 ,此数值大大高岭石、伊利石和叶蜡石各自的3.6 、2.8 和2.4 的iep 值。这三种铝硅酸盐黏土矿物的Zeta电位随pH的变化呈现类似规律。
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。
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。
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