来源:河南宏隆环保科技有限公司 时间:2024-12-17 14:36:59 [举报]
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
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 。
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。
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]。
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
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