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
眾所周知,Al?O?與SiO?質(zhì)量比大于10 的高品級鋁土礦能直接用拜耳法處理,而對于Al?O?與SiO?質(zhì)量比低于8 的低品級硬水鋁石鋁土礦,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,迫切需要采用低費用的物理分選工藝以提高中國硬水鋁石礦石的Al?O?與SiO?的質(zhì)量比,以便能直接使用拜耳法工藝處理。
硬水鋁石廣泛分布于鋁土礦和紅土及某些巖石中。硬水鋁石可用作耐火材料,也可用來提煉鋁。鋁的氧化物礦物。白色或淡灰色,堅硬,具玻璃光澤。在剛玉砂中與剛玉伴生,并廣泛分布于紅土、鋁土礦及鋁質(zhì)黏土中。大量產(chǎn)于匈牙利、南非、法國、美國阿肯色州和密蘇里州。硬水鋁石與軟水鋁石成同質(zhì)二象(即化學(xué)成分相同,但晶體結(jié)構(gòu)不同)。它不含氫氧基,但含有與氧原子呈二次配位的氫陽離子
包括硬水鋁石(Al?O?·H?O) 、高嶺石(Al4〔Si4O10〕(OH)8) 、葉蠟石(Al2〔Si4O10〕(OH) 2 ) 和伊利石( K1 - x (H2O) xAl2〔AlSi3O10〕(OH) 2 - x ( H2O)x)的所有主要組分均含有鋁,這就為選擇性浮選提供了機會。然而,有價礦物硬水鋁石沒有太高的鋁含量,也沒有與脈石黏土礦物差別太大的晶體結(jié)構(gòu)。
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結(jié)合而成,形成一個三層夾層結(jié)構(gòu),這些夾層結(jié)構(gòu)則由相對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+ ,這些補償離子通常是鉀,它橋鍵連結(jié)了兩個鄰近的夾層結(jié)構(gòu),在這種情況下層間力為離子性質(zhì)。磨礦時,硬水鋁石沿結(jié)合弱的晶面破裂,破碎破壞了離子/ 共價的Al-O鍵,導(dǎo)致生成一個離子性質(zhì)的不飽和殘留鍵的表面。對于層結(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用陽離子捕收劑進行,此時硬水鋁石荷正電,而黏土礦物荷負電。使用一種典型的陽離子捕收劑十二烷基胺(DDA) 進行了三種鋁硅酸鹽黏土單礦物的浮選試驗。