眾所周知，Al?O?與SiO?質(zhì)量比大于10 的高品級(jí)鋁土礦能直接用拜耳法處理，而對(duì)于Al?O?與SiO?質(zhì)量比低于8 的低品級(jí)硬水鋁石鋁土礦，可使用燒結(jié)法或燒結(jié)與拜耳法聯(lián)合的方法。燒結(jié)法能耗很大，環(huán)境不友好，氧化鋁生產(chǎn)成本高。因此，迫切需要采用低費(fèi)用的物理分選工藝以提高中國(guó)硬水鋁石礦石的Al?O?與SiO?的質(zhì)量比，以便能直接使用拜耳法工藝處理。

在礦物學(xué)方面，硬水鋁石是一種雙鏈結(jié)構(gòu)，而所有的黏土礦物則都是層狀結(jié)構(gòu)。硬水鋁石由六方緊密堆積的氧層與充填了2/3八面體間隙位置的鋁原子組成。每個(gè)所占據(jù)的八面體與鄰近的鋁八面體共享四個(gè)邊，并在C 軸方向形成雙鏈，這些單元通過(guò)共享的氧原子連在一起，鋁原子以形成八面體帶的方式占據(jù)層之間的八面體配位位置。黏土礦物中，高嶺石是二層結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽，這兩個(gè)層是通過(guò)公共的氧原子共價(jià)結(jié)合在一起，形成一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元，八面體氫氧化鋁的羥基離子和四面體硅酸鹽的氧原子之間的氫鏈?zhǔn)箖蓪又貜?fù)單元聚于一起。

葉蠟石則是一種三層鋁硅酸鹽，它是由四面體硅酸鹽的兩層之間夾層結(jié)構(gòu)的一個(gè)八面體鋁氫氧化物層組成，而且這種三層是由公共的氧原子共價(jià)結(jié)合而成，形成一個(gè)三層夾層結(jié)構(gòu)，這些夾層結(jié)構(gòu)則由相對(duì)弱的范德華力聚集在一起。伊利石具有與葉蠟石類(lèi)似的晶體結(jié)構(gòu)，也是一種三層硅酸鹽。然而，在伊利石中，隨著水對(duì)晶格氫氧化物取代程度的變化，Al3+類(lèi)質(zhì)同象取代了四面體硅酸鹽的一些晶格Si4+ ，這些補(bǔ)償離子通常是鉀，它橋鍵連結(jié)了兩個(gè)鄰近的夾層結(jié)構(gòu)，在這種情況下層間力為離子性質(zhì)。磨礦時(shí)，硬水鋁石沿結(jié)合弱的晶面破裂，破碎破壞了離子/ 共價(jià)的Al-O鍵，導(dǎo)致生成一個(gè)離子性質(zhì)的不飽和殘留鍵的表面。對(duì)于層結(jié)構(gòu)的黏土礦物，破碎使粒子沿弱結(jié)合的基面裂開(kāi) [2]。