活性氧化鋁在吸附及催化領(lǐng)域的應(yīng)用
活性氧化鋁具有較大的比表面積、多種孔隙結(jié)構(gòu)及孔徑分布、豐富的表面性質(zhì)，因此，在吸附劑、催化劑及催化劑載體方面有著廣泛的用途。
吸附劑及催化劑

活性氧化鋁作為吸附劑的主要的工業(yè)應(yīng)用包括氣體干燥、液體干燥、水質(zhì)凈化、石油工業(yè)的選擇吸附以及色層分離工藝等。
由于活性氧化鋁對(duì)水有較強(qiáng)的親和力，因此在氣體干燥中得到了廣泛應(yīng)用。能夠用活性氧化鋁干燥的氣體主要有：乙炔、裂解氣、焦?fàn)t氣、氫氣、氧氣、空氣、乙烷、氯化氫、丙烷、氨氣、乙烯、硫化氫、丙烯、氬氣、甲烷、二氧化硫、二氧化碳、天然氣、氦氣、氮?dú)?、氯氣等。由于活性氧化鋁吸附水時(shí)放出大量的熱，因此，應(yīng)用時(shí)要綜合干燥能力、干燥速度、換熱及再生方式等進(jìn)行設(shè)計(jì)。

硬水鋁石是鋁的氧化物礦物，一般為白色、灰色、無色，含雜質(zhì)時(shí)可呈紅、褐等顏色。具有玻璃光澤，堅(jiān)硬。硬水鋁石礦石反浮選的新進(jìn)展鋁是地殼中豐富程度為第三的元素，是文明社會(huì)中常使用的金屬元素之一。由于鋁合金具有高度的耐腐蝕性和良好的機(jī)械強(qiáng)度/ 質(zhì)量比，因此被廣泛用作飛機(jī)、建筑物、機(jī)器部件、飲料罐和食品包裝的主要結(jié)構(gòu)材料。

中國(guó)已知的鋁土礦儲(chǔ)量約為23億t ，居世界第五位。與其他加工鋁土礦的國(guó)家不同，中國(guó)鋁土礦礦石98 %以上有硬水鋁石存在的特點(diǎn)，含有約80 %的硬水鋁石。中國(guó)鋁土礦中的脈石礦物主要是高嶺石、葉蠟石和伊利石，其余是少量的鈦和鐵雜質(zhì)。這些脈石礦物經(jīng)常以細(xì)粒浸染的包體形式存在。中國(guó)硬水鋁石礦石一個(gè)不理想的特點(diǎn)是低鋁硅比，典型的范圍為4～6 。

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 [2]。
從理論上說，不同的iep 值表明，從硬水鋁石中反浮選鋁硅酸鹽黏土礦物可以在pH 4～6用陽離子捕收劑進(jìn)行，此時(shí)硬水鋁石荷正電，而黏土礦物荷負(fù)電。使用一種典型的陽離子捕收劑十二烷基胺(DDA) 進(jìn)行了三種鋁硅酸鹽黏土單礦物的浮選試驗(yàn)。
發(fā)現(xiàn)了對(duì)這些黏土礦物的一種強(qiáng)捕收劑后，對(duì)硬水鋁石礦石反浮選的第二個(gè)要求是尋找一種對(duì)硬水鋁石的抑制劑，而且也可作為一種分散劑。由于從理論分析可知，需要對(duì)硬水鋁石進(jìn)行分散，否則它將與細(xì)粒黏土礦物產(chǎn)出雜凝聚，從而導(dǎo)致明顯的機(jī)械夾帶和較差的泡沫質(zhì)量。業(yè)已發(fā)現(xiàn)，DDA在從pH4～10的寬范圍內(nèi)能有效浮出硬水鋁石，預(yù)計(jì)DN12也有類似性能，這就為硬水鋁石礦石的反浮選提供了機(jī)遇。因此進(jìn)行了一些努力來試驗(yàn)無機(jī)多磷酸鹽作為硬水鋁石潛在的分散劑/ 抑制劑。
一般而言，硬水鋁石比鋁硅酸鹽黏土礦物硬度大得多。在同時(shí)碎磨時(shí)，黏土礦物先于硬水鋁石破裂，因此，黏土礦物在相對(duì)短的磨礦期后就已解離，有利于從硬水鋁石中反浮選這些黏土礦物。未浮出的礦漿流中粗粒級(jí)的硬水鋁石有利于過濾和降低濾餅的水分含量，此外，粗磨還使細(xì)磨中常有的機(jī)械夾帶和礦泥覆蓋減到小。在反浮選中，只有不到總給礦量20%的次要黏土礦物被浮出，因此所需的捕收劑用量比正浮選工藝低，此外，在反浮選中不需要起泡劑，因?yàn)殛栯x子捕收劑具有起泡能力，這樣就簡(jiǎn)化了工藝控制。更重要的是，從反浮選中獲得的硬水鋁石精礦不含有機(jī)捕收劑和起泡劑，因此消除了在隨后的拜耳法工藝中除去有機(jī)物這種不希望的措施