活性氧化鋁(分子式Al2O3-x(OH)2x,0
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。
由于硬水鋁石與鋁硅酸鹽黏土礦物在表面破裂鍵方面存在明顯差別,因此,細(xì)磨的礦物粒子呈現(xiàn)明顯不同的表面電荷特性,它可以相應(yīng)的等電點(diǎn)(iep)加以表征。對(duì)硬水鋁石而言,得到的典型iep為pH6.4 ,此數(shù)值大大高嶺石、伊利石和葉蠟石各自的3.6 、2.8 和2.4 的iep 值。這三種鋁硅酸鹽黏土礦物的Zeta電位隨pH的變化呈現(xiàn)類(lèi)似規(guī)律。
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(lèi)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(lái)試驗(yàn)無(wú)機(jī)多磷酸鹽作為硬水鋁石潛在的分散劑/ 抑制劑。
雖然在硬水鋁石礦石的反浮選中無(wú)機(jī)磷酸鹽對(duì)抑制硬水鋁石表現(xiàn)出某種程度的選擇性,但高嶺石的可浮性相則對(duì)較低,因此下一步的努力集中于聚合的有機(jī)抑制劑上。天然谷物淀粉作為硫化物和氧化物的抑制劑,尤其是在鐵礦石和磷酸鹽礦石的反浮選中,已進(jìn)行了深入研究,因此可以預(yù)計(jì),在其基本的D-葡萄糖結(jié)構(gòu)單元中具有大量親水的-OH基團(tuán)的多糖大分子,可能是含有相當(dāng)數(shù)量活性鋁位置的硬水鋁石良好的抑制劑,遺憾的是,未改性的淀粉僅對(duì)硬水鋁石和高嶺石浮選產(chǎn)生不大的抑制。通過(guò)考察羥肟酸鹽與過(guò)渡金屬的螯合性質(zhì)認(rèn)為,經(jīng)改性的具有羥肟酸的淀粉可能為硬水鋁石礦石反浮選時(shí)從黏土礦物中選擇性抑制硬水鋁石提供了機(jī)會(huì)