活性氧化铝(分子式Al2O3-x(OH)2x,0
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。
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。
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。
虽然在硬水铝石矿石的反浮选中无机磷酸盐对抑制硬水铝石表现出某种程度的选择性,但高岭石的可浮性相则对较低,因此下一步的努力集中于聚合的有机抑制剂上。天然谷物淀粉作为硫化物和氧化物的抑制剂,尤其是在铁矿石和磷酸盐矿石的反浮选中,已进行了深入研究,因此可以预计,在其基本的D-葡萄糖结构单元中具有大量亲水的-OH基团的多糖大分子,可能是含有相当数量活性铝位置的硬水铝石良好的抑制剂,遗憾的是,未改性的淀粉仅对硬水铝石和高岭石浮选产生不大的抑制。通过考察羟肟酸盐与过渡金属的螯合性质认为,经改性的具有羟肟酸的淀粉可能为硬水铝石矿石反浮选时从黏土矿物中选择性抑制硬水铝石提供了机会
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