众所周知，Al₂O₃与SiO₂质量比大于10 的高品级铝土矿能直接用拜耳法处理，而对于Al₂O₃与SiO₂质量比低于8 的低品级硬水铝石铝土矿，可使用烧结法或烧结与拜耳法联合的方法。烧结法能耗很大，环境不友好，氧化铝生产成本高。因此，迫切需要采用低费用的物理分选工艺以提高中国硬水铝石矿石的Al₂O₃与SiO₂的质量比，以便能直接使用拜耳法工艺处理。

由于中国丰富的硬水铝石铝土矿资源在经济上的重要性，因此对开发浮选- 拜耳法进行了深入研究。作为一种基于表面润湿性的分离技术，浮选有较高的通用性，尤其适于细粒分选，因此被选择作为硬水铝石矿石潜在的物理富集方法。早期研究的努力开发出了一些直接浮选硬水铝石而脱除硅酸盐矿物的新螯合捕收剂。例如使用一种称为RL的新型阴离子捕收剂浮出硬水铝石，回收率超过90 % ，而铝硅酸盐矿物被无机抑制剂抑制，从而使浮选精矿中铝硅比大于11。这里的直接浮选工艺与通常抑制矿石中的主要组分而浮出次要组分(自然疏水煤的浮选例外) 的一般意义的浮选实践相悖。在所述的直接浮选工艺中，需要消耗大量捕收剂来浮出约80 %的给矿物料，从而使作业费用非常高。此外，吸附于精矿上的捕收剂还被带入了拜耳法中。精矿中带入的捕收剂对拜耳法的影响虽仍不清楚，但肯定需要关注，出于这种原因，用直接浮选提高硬水铝石的铝硅比通常不被工业部门所接受 。

在矿物学方面，硬水铝石是一种双链结构，而所有的黏土矿物则都是层状结构。硬水铝石由六方紧密堆积的氧层与充填了2/3八面体间隙位置的铝原子组成。每个所占据的八面体与邻近的铝八面体共享四个边，并在C 轴方向形成双链，这些单元通过共享的顶端氧原子连在一起，铝原子以形成八面体带的方式占据层之间的八面体配位位置。黏土矿物中，高岭石是二层结构的铝硅酸盐，这两个层是通过公共的氧原子共价结合在一起，形成一个层状结构的重复单元，八面体氢氧化铝的羟基离子和四面体硅酸盐的氧原子之间的氢链使两层重复单元聚于一起。叶蜡石则是一种三层铝硅酸盐，它是由四面体硅酸盐的两层之间夹层结构的一个八面体铝氢氧化物层组成，而且这种三层是由公共的氧原子共价结合而成，形成一个三层夹层结构，这些夹层结构则由相对弱的范德华力聚集在一起。伊利石具有与叶蜡石类似的晶体结构，也是一种三层硅酸盐。然而，在伊利石中，随着水对晶格氢氧化物取代程度的变化，Al3+类质同象取代了四面体硅酸盐的一些晶格Si4+ ，这些补偿离子通常是钾，它桥键连结了两个邻近的夹层结构，在这种情况下层间力为离子性质。磨矿时，硬水铝石沿结合最弱的晶面破裂，破碎破坏了离子/ 共价的Al-O键，导致生成一个离子性质的不饱和残留键的表面。对于层结构的黏土矿物，破碎使粒子沿弱结合的基面裂开 。

选择多磷酸盐作为有潜力的抑制剂是基于在硫化矿和氧化矿浮选中磷酸盐作为有效的分散剂和抑制剂的已知经验。光谱研究表明，磷酸根阴离子与暴露的表面金属离子的配合作用是金属硫化物和氧化物浮选中聚磷酸盐的主要抑制和分散机理。在硬水铝石和高岭石浮选的抑制研究中，发现用DDA作捕收剂浮选硬水铝石时，六偏磷酸钠( (NaPO3) 6 ，简称SHMP) 是最有效的抑制剂。在不同的SHMP浓度下DDA浮选硬水铝石和高岭石的回收率与pH的关系，在所试验的全部pH范围内，连续提高SHMP的加入量便抑制了硬水铝石的回收。

虽然在硬水铝石矿石的反浮选中无机磷酸盐对抑制硬水铝石表现出某种程度的选择性，但高岭石的可浮性相则对较低，因此下一步的努力集中于聚合的有机抑制剂上。天然谷物淀粉作为硫化物和氧化物的抑制剂，尤其是在铁矿石和磷酸盐矿石的反浮选中，已进行了深入研究，因此可以预计，在其基本的D-葡萄糖结构单元中具有大量亲水的-OH基团的多糖大分子，可能是含有相当数量活性铝位置的硬水铝石良好的抑制剂，遗憾的是，未改性的淀粉仅对硬水铝石和高岭石浮选产生不大的抑制。通过考察羟肟酸盐与过渡金属的螯合性质认为，经改性的具有羟肟酸的淀粉可能为硬水铝石矿石反浮选时从黏土矿物中选择性抑制硬水铝石提供了机会 。

在中国全国重点基础研究和开发计划的资金支持下，中国中南大学胡教授领导下的研究组成功地研究了硬水铝石矿石的反浮选工艺，分选指标达到了用阴离子捕收剂直接浮选硬水铝石的同等水平。

一般而言，硬水铝石比铝硅酸盐黏土矿物硬度大得多。在同时碎磨时，黏土矿物先于硬水铝石破裂，因此，黏土矿物在相对短的磨矿期后就已解离，有利于从硬水铝石中反浮选这些黏土矿物。未浮出的矿浆流中粗粒级的硬水铝石有利于过滤和降低滤饼的水分含量，此外，粗磨还使细磨中常有的机械夹带和矿泥覆盖减到最小。在反浮选中，只有不到总给矿量20%的次要黏土矿物被浮出，因此所需的捕收剂用量比正浮选工艺低，此外，在反浮选中不需要起泡剂，因为阳离子捕收剂具有起泡能力，这样就简化了工艺控制。更重要的是，从反浮选中获得的硬水铝石精矿不含有机捕收剂和起泡剂，因此消除了在随后的拜耳法工艺中除去有机物这种不希望的措施 。