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(fèi)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。

由于中國豐富的硬水鋁石鋁土礦資源在經(jīng)濟(jì)上的重要性，因此對開發(fā)浮選- 拜耳法進(jìn)行了深入研究。作為一種基于表面潤濕性的分離技術(shù)，浮選有較高的通用性，尤其適于細(xì)粒分選，因此被選擇作為硬水鋁石礦石潛在的物理富集方法。早期研究的努力開發(fā)出了一些直接浮選硬水鋁石而脫除硅酸鹽礦物的新螯合捕收劑。例如使用一種稱為RL的新型陰離子捕收劑浮出硬水鋁石，回收率超過90 % ，而鋁硅酸鹽礦物被無機(jī)抑制劑抑制，從而使浮選精礦中鋁硅比大于11。

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(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]。

雖然在硬水鋁石礦石的反浮選中無機(jī)磷酸鹽對抑制硬水鋁石表現(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，未改性的淀粉僅對硬水鋁石和高嶺石浮選產(chǎn)生不大的抑制。通過考察羥肟酸鹽與過渡金屬的螯合性質(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)
應(yīng)用上述研究所得到的基礎(chǔ)知識，使用中國河南省的硬水鋁石試樣進(jìn)行了反浮選分離試驗(yàn)。給礦試樣進(jìn)行了分析，從一個(gè)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(chǔ)研究和開發(fā)計(jì)劃的資金支持下，中國中南大學(xué)胡教授領(lǐng)導(dǎo)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(biāo)達(dá)到了用陰離子捕收劑直接浮選硬水鋁石的同等水平。

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