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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 。
由于中国丰富的硬水铝石铝土矿资源在经济上的重要性,因此对开发浮选- 拜耳法进行了深入研究。作为一种基于表面润湿性的分离技术,浮选有较高的通用性,尤其适于细粒分选,因此被选择作为硬水铝石矿石潜在的物理富集方法。早期研究的努力开发出了一些直接浮选硬水铝石而脱除硅酸盐矿物的新螯合捕收剂。例如使用一种称为RL的新型阴离子捕收剂浮出硬水铝石,回收率超过90 % ,而铝硅酸盐矿物被无机抑制剂抑制,从而使浮选精矿中铝硅比大于11。
硬水铝石广泛分布于铝土矿和红土及某些岩石中。硬水铝石可用作耐火材料,也可用来提炼铝。铝的氧化物矿物。白色或淡灰色,坚硬,具玻璃光泽。在刚玉砂中与刚玉伴生,并广泛分布于红土、铝土矿及铝质黏土中。大量产于匈牙利、南非、法国、美国阿肯色州和密苏里州。硬水铝石与软水铝石成同质二象(即化学成分相同,但晶体结构不同)。它不含氢氧基,但含有与氧原子呈二次配位的氢阳离子
在矿物学方面,硬水铝石是一种双链结构,而所有的黏土矿物则都是层状结构。硬水铝石由六方紧密堆积的氧层与充填了2/3八面体间隙位置的铝原子组成。每个所占据的八面体与邻近的铝八面体共享四个边,并在C 轴方向形成双链,这些单元通过共享的氧原子连在一起,铝原子以形成八面体带的方式占据层之间的八面体配位位置。黏土矿物中,高岭石是二层结构的铝硅酸盐,这两个层是通过公共的氧原子共价结合在一起,形成一个层状结构的重复单元,八面体氢氧化铝的羟基离子和四面体硅酸盐的氧原子之间的氢链使两层重复单元聚于一起。
发现了对这些黏土矿物的一种强捕收剂后,对硬水铝石矿石反浮选的第二个要求是寻找一种对硬水铝石的抑制剂,而且也可作为一种分散剂。由于从理论分析可知,需要对硬水铝石进行分散,否则它将与细粒黏土矿物产出杂凝聚,从而导致明显的机械夹带和较差的泡沫质量。业已发现,DDA在从pH4~10的宽范围内能有效浮出硬水铝石,预计DN12也有类似性能,这就为硬水铝石矿石的反浮选提供了机遇。因此进行了一些努力来试验无机多磷酸盐作为硬水铝石潜在的分散剂/ 抑制剂。
选择多磷酸盐作为有潜力的抑制剂是基于在硫化矿和氧化矿浮选中磷酸盐作为有效的分散剂和抑制剂的已知经验。光谱研究表明,磷酸根阴离子与暴露的表面金属离子的配合作用是金属硫化物和氧化物浮选中聚磷酸盐的主要抑制和分散机理。在硬水铝石和高岭石浮选的抑制研究中,发现用DDA作捕收剂浮选硬水铝石时,六偏磷酸钠( (NaPO3) 6 ,简称SHMP) 是有效的抑制剂。在不同的SHMP浓度下DDA浮选硬水铝石和高岭石的回收率与pH的关系,在所试验的全部pH范围内,连续提高SHMP的加入量便抑制了硬水铝石的回收。
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