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。

由于中國豐富的硬水鋁石鋁土礦資源在經(jīng)濟上的重要性，因此對開(kāi)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(kāi)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(chēng)為RL的新型陰離子捕收劑浮出硬水鋁石，回收率超過(guò)90 % ，而鋁硅酸鹽礦物被無(wú)機抑制劑抑制，從而使浮選精礦中鋁硅比大于11。

硬水鋁石廣泛分布于鋁土礦和紅土及某些巖石中。硬水鋁石可用作耐火材料，也可用來(lái)提煉鋁。鋁的氧化物礦物。白色或淡灰色，堅硬，具玻璃光澤。在剛玉砂中與剛玉伴生，并廣泛分布于紅土、鋁土礦及鋁質(zhì)黏土中。大量產(chǎn)于匈牙利、南非、法國、美國阿肯色州和密蘇里州。硬水鋁石與軟水鋁石成同質(zhì)二象（即化學(xué)成分相同，但晶體結構不同）。它不含氫氧基，但含有與氧原子呈二次配位的氫陽(yáng)離子

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]。

應用上述研究所得到的基礎知識，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。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。
在中國全國基礎研究和開(kāi)發(fā)計劃的資金支持下，中國中南大學(xué)胡教授領(lǐng)導下的研究組成功地研究了硬水鋁石礦石的反浮選工藝，分選指標達到了用陰離子捕收劑直接浮選硬水鋁石的同等水平。
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