硬水鋁石是鋁的氧化物礦物，一般為白色、灰色、無(wú)色，含雜質(zhì)時(shí)可呈紅、褐等顏色。具有玻璃光澤，堅硬。硬水鋁石礦石反浮選的新進(jìn)展鋁是地殼中豐富程度為第三的元素，是文明社會(huì )中常使用的金屬元素之一。由于鋁合金具有高度的耐腐蝕性和良好的機械強度/ 質(zhì)量比，因此被廣泛用作飛機、建筑物、機器部件、飲料罐和食品包裝的主要結構材料。

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]。

雖然在硬水鋁石礦石的反浮選中無(wú)機磷酸鹽對抑制硬水鋁石表現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，因此可以預計，在其基本的D-葡萄糖結構單元中具有大量親水的-OH基團的多糖大分子，可能是含有相當數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(guò)考察羥肟酸鹽與過(guò)渡金屬的螯合性質(zhì)認為，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會(huì )
一般而言，硬水鋁石比鋁硅酸鹽黏土礦物硬度大得多。在同時(shí)碎磨時(shí)，黏土礦物先于硬水鋁石破裂，因此，黏土礦物在相對短的磨礦期后就已解離，有利于從硬水鋁石中反浮選這些黏土礦物。未浮出的礦漿流中粗粒級的硬水鋁石有利于過(guò)濾和降低濾餅的水分含量，此外，粗磨還使細磨中常有的機械夾帶和礦泥覆蓋減到小。在反浮選中，只有不到總給礦量20%的次要黏土礦物被浮出，因此所需的捕收劑用量比正浮選工藝低，此外，在反浮選中不需要起泡劑，因為陽(yáng)離子捕收劑具有起泡能力，這樣就簡(jiǎn)化了工藝控制。更重要的是，從反浮選中獲得的硬水鋁石精礦不含有機捕收劑和起泡劑，因此消除了在隨后的拜耳法工藝中除去有機物這種不希望的措施