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A(yíng)l?O?與SiO?質(zhì)量比低于8 的低品級硬水鋁石鋁土礦，可使用燒結法或燒結與拜耳法聯(lián)合的方法。燒結法能耗很大，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。

在礦物學(xué)方面，硬水鋁石是一種雙鏈結構，而所有的黏土礦物則都是層狀結構。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(guò)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層之間的八面體配位位置。黏土礦物中，高嶺石是二層結構的鋁硅酸鹽，這兩個(gè)層是通過(guò)公共的氧原子共價(jià)結合在一起，形成一個(gè)層狀結構的重復單元，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使兩層重復單元聚于一起。

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構的一個(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)結合而成，形成一個(gè)三層夾層結構，這些夾層結構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(lèi)似的晶體結構，也是一種三層硅酸鹽。然而，在伊利石中，隨著(zhù)水對晶格氫氧化物取代程度的變化，Al3+類(lèi)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，它橋鍵連結了兩個(gè)鄰近的夾層結構，在這種情況下層間力為離子性質(zhì)。磨礦時(shí)，硬水鋁石沿結合弱的晶面破裂，破碎破壞了離子/ 共價(jià)的Al-O鍵，導致生成一個(gè)離子性質(zhì)的不飽和殘留鍵的表面。對于層結構的黏土礦物，破碎使粒子沿弱結合的基面裂開(kāi) [2]。