硬水鋁石是鋁的氧化物礦物，一般為白色、灰色、無色，含雜質(zhì)時(shí)可呈紅、褐等顏色。具有玻璃光澤，堅(jiān)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(jī)械強(qiáng)度/ 質(zhì)量比，因此被廣泛用作飛機(jī)、建筑物、機(jī)器部件、飲料罐和食品包裝的主要結(jié)構(gòu)材料。

眾所周知，Al?O?與SiO?質(zhì)量比大于10 的高品級(jí)鋁土礦能直接用拜耳法處理，而對(duì)于Al?O?與SiO?質(zhì)量比低于8 的低品級(jí)硬水鋁石鋁土礦，可使用燒結(jié)法或燒結(jié)與拜耳法聯(lián)合的方法。燒結(jié)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(fèi)用的物理分選工藝以提高中國(guó)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(jié)構(gòu)，而所有的黏土礦物則都是層狀結(jié)構(gòu)。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(jù)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(jù)層之間的八面體配位位置。黏土礦物中，高嶺石是二層結(jié)構(gòu)的鋁硅酸鹽，這兩個(gè)層是通過公共的氧原子共價(jià)結(jié)合在一起，形成一個(gè)層狀結(jié)構(gòu)的重復(fù)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?zhǔn)箖蓪又貜?fù)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(jié)構(gòu)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(jié)合而成，形成一個(gè)三層夾層結(jié)構(gòu)，這些夾層結(jié)構(gòu)則由相對(duì)弱的范德華力聚集在一起。伊利石具有與葉蠟石類似的晶體結(jié)構(gòu)，也是一種三層硅酸鹽。然而，在伊利石中，隨著水對(duì)晶格氫氧化物取代程度的變化，Al3+類質(zhì)同象取代了四面體硅酸鹽的一些晶格Si4+ ，這些補(bǔ)償離子通常是鉀，它橋鍵連結(jié)了兩個(gè)鄰近的夾層結(jié)構(gòu)，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(jié)合弱的晶面破裂，破碎破壞了離子/ 共價(jià)的Al-O鍵，導(dǎo)致生成一個(gè)離子性質(zhì)的不飽和殘留鍵的表面。對(duì)于層結(jié)構(gòu)的黏土礦物，破碎使粒子沿弱結(jié)合的基面裂開 [2]。

雖然在硬水鋁石礦石的反浮選中無機(jī)磷酸鹽對(duì)抑制硬水鋁石表現(xiàn)出某種程度的選擇性，但高嶺石的可浮性相則對(duì)較低，因此下一步的努力集中于聚合的有機(jī)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(yù)計(jì)，在其基本的D-葡萄糖結(jié)構(gòu)單元中具有大量親水的-OH基團(tuán)的多糖大分子，可能是含有相當(dāng)數(shù)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(duì)硬水鋁石和高嶺石浮選產(chǎn)生不大的抑制。通過考察羥肟酸鹽與過渡金屬的螯合性質(zhì)認(rèn)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(jī)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(duì)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(jí)的硬水鋁石有利于過濾和降低濾餅的水分含量，此外，粗磨還使細(xì)磨中常有的機(jī)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?yàn)殛栯x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(jī)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(jī)物這種不希望的措施