活性氧化鋁在吸附及催化領域的應用
活性氧化鋁具有較大的比表面積、多種孔隙結構及孔徑分布、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。
由于活性氧化鋁對水有較強的親和力,因此在氣體干燥中得到了廣泛應用。能夠用活性氧化鋁干燥的氣體主要有:乙炔、裂解氣、焦爐氣、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、氮氣、氯氣等。由于活性氧化鋁吸附水時放出大量的熱,因此,應用時要綜合干燥能力、干燥速度、換熱及再生方式等進行設計。
中國已知的鋁土礦儲量約為23億t ,居世界第五位。與其他加工鋁土礦的國家不同,中國鋁土礦礦石98 %以上有硬水鋁石存在的特點,含有約80 %的硬水鋁石。中國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)常以細粒浸染的包體形式存在。中國硬水鋁石礦石一個不理想的特點是低鋁硅比,典型的范圍為4~6 。
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(即化學成分相同,但晶體結構不同)。它不含氫氧基,但含有與氧原子呈二次配位的氫陽離子
選擇多磷酸鹽作為有潛力的抑制劑是基于在硫化礦和氧化礦浮選中磷酸鹽作為有效的分散劑和抑制劑的已知經(jīng)驗。光譜研究表明,磷酸根陰離子與暴露的表面金屬離子的配合作用是金屬硫化物和氧化物浮選中聚磷酸鹽的主要抑制和分散機理。在硬水鋁石和高嶺石浮選的抑制研究中,發(fā)現(xiàn)用DDA作捕收劑浮選硬水鋁石時,六偏磷酸鈉( (NaPO3) 6 ,簡稱SHMP) 是有效的抑制劑。在不同的SHMP濃度下DDA浮選硬水鋁石和高嶺石的回收率與pH的關系,在所試驗的全部pH范圍內(nèi),連續(xù)提高SHMP的加入量便抑制了硬水鋁石的回收。
應用上述研究所得到的基礎知識,使用中國河南省的硬水鋁石試樣進行了反浮選分離試驗。給礦試樣進行了分析,從一個鋁硅比5.7 的給礦,反浮選產(chǎn)出精礦, 氧化鋁回收率為86 % ,鋁硅比為10.6 ,這種精礦適于作為拜耳法的原料。
在中國全國基礎研究和開發(fā)計劃的資金支持下,中國中南大學胡教授領導下的研究組成功地研究了硬水鋁石礦石的反浮選工藝,分選指標達到了用陰離子捕收劑直接浮選硬水鋁石的同等水平。