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Al?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(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(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。每個所占據(jù)的八面體與鄰近的鋁八面體共享四個邊，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，這兩個層是通過公共的氧原子共價結(jié)合在一起，形成一個層狀結(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使兩層重復(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結(jié)合而成，形成一個三層夾層結(jié)構(gòu)，這些夾層結(jié)構(gòu)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+ ，這些補償離子通常是鉀，它橋鍵連結(jié)了兩個鄰近的夾層結(jié)構(gòu)，在這種情況下層間力為離子性質(zhì)。磨礦時，硬水鋁石沿結(jié)合弱的晶面破裂，破碎破壞了離子/ 共價的Al-O鍵，導(dǎo)致生成一個離子性質(zhì)的不飽和殘留鍵的表面。對于層結(jié)構(gòu)的黏土礦物，破碎使粒子沿弱結(jié)合的基面裂開 [2]。