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吸附剂及催化剂载体用氧化铝是一种精细化学品,也是一种化学品。不同用途对物性结构的要求不同,这就是其性强、品种牌号多的缘故。据统计,用氧化铝作催化剂及载体的数量,比分子筛、硅胶、活性炭、硅藻土及硅铝胶的催化剂总用量还多。由此可见氧化铝在催化剂及载体中的举足轻重的地位。其中η-Al2O3和γ-Al2O3又是重要的催化剂及载体,它们都是含有缺陷的尖晶石结构,两者的区别是:四面体的晶体结构不同(γ>η),六方层的堆排规整性不同(γ>η)以及Al—O键距不同(η>γ,差值0.05~0.1nm)。

在水质净化方面,活性氧化铝除主要用于去除饮水中的氟化物外,对工业污水颜色及气味的消除也很有效果。此外,活性氧化铝在碳水化合物的回收和选择性吸附及动力系统油的养护中也有普遍应用。

中国已知的铝土矿储量约为23亿t ,居世界第五位。与其他加工铝土矿的国家不同,中国铝土矿矿石98 %以上有硬水铝石存在的特点,含有约80 %的硬水铝石。中国铝土矿中的脉石矿物主要是高岭石、叶蜡石和伊利石,其余是少量的钛和铁杂质。这些脉石矿物经常以细粒浸染的包体形式存在。中国硬水铝石矿石一个不理想的特点是低铝硅比,典型的范围为4~6 。

叶蜡石则是一种三层铝硅酸盐,它是由四面体硅酸盐的两层之间夹层结构的一个八面体铝氢氧化物层组成,而且这种三层是由公共的氧原子共价结合而成,形成一个三层夹层结构,这些夹层结构则由相对弱的范德华力聚集在一起。伊利石具有与叶蜡石类似的晶体结构,也是一种三层硅酸盐。然而,在伊利石中,随着水对晶格氢氧化物取代程度的变化,Al3+类质同象取代了四面体硅酸盐的一些晶格Si4+ ,这些补偿离子通常是钾,它桥键连结了两个邻近的夹层结构,在这种情况下层间力为离子性质。磨矿时,硬水铝石沿结合弱的晶面破裂,破碎破坏了离子/ 共价的Al-O键,导致生成一个离子性质的不饱和残留键的表面。对于层结构的黏土矿物,破碎使粒子沿弱结合的基面裂开 [2]。

由于硬水铝石与铝硅酸盐黏土矿物在表面破裂键方面存在明显差别,因此,细磨的矿物粒子呈现明显不同的表面电荷特性,它可以相应的等电点(iep)加以表征。对硬水铝石而言,得到的典型iep为pH6.4 ,此数值大大高岭石、伊利石和叶蜡石各自的3.6 、2.8 和2.4 的iep 值。这三种铝硅酸盐黏土矿物的Zeta电位随pH的变化呈现类似规律。
应用上述研究所得到的基础知识,使用中国河南省的硬水铝石试样进行了反浮选分离试验。给矿试样进行了分析,从一个铝硅比5.7 的给矿,反浮选产出精矿, 氧化铝回收率为86 % ,铝硅比为10.6 ,这种精矿适于作为拜耳法的原料。
在中国全国基础研究和开发计划的资金支持下,中国中南大学胡教授领导下的研究组成功地研究了硬水铝石矿石的反浮选工艺,分选指标达到了用阴离子捕收剂直接浮选硬水铝石的同等水平。

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