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。
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
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。