白钨矿与萤石、方解石电子结构的第一性原理研究

编号：CPJS02079

篇名：白钨矿与萤石、方解石电子结构的第一性原理研究

作者：张英1； 王毓华2； 胡岳华2； 文书明1； 王进明2；

关键词：白钨矿； 萤石； 方解石； 第一性原理； 浮选

机构： 昆明理工大学国土资源工程学院矿物加工工程系,云南昆明,650093； 中南大学资源加工与生物工程学院矿物加工工程系,湖南长沙,410083

摘要： 采用基于密度泛函理论的第一性原理方法,计算了理想白钨矿、萤石和方解石的电子结构,及水分子和聚丙烯酸钠在三种矿物表面吸附的吸附能,并采用单矿物浮选试验验证了水体系中聚丙烯酸钠在三种矿物表面的吸附能的关系。计算结果表明:白钨矿、萤石和方解石的优化都采用LDA下的CA-PZ交换相关函数,截断能分别为277 eV、270 eV和275 eV;能带结构表明三种矿物均属于绝缘体,其Ca原子态密度组成很相似,因而化学活性非常相似,在浮选过程中表现出相似的浮选性能;Mulliken布居分析表明三种矿物Ca原子所带电荷大小顺序为方解石>白钨矿>萤石。在矿浆中聚丙烯酸钠排开矿物表面的水分子与矿物发生吸附,其吸附能均为负值,大小顺序为白钨矿>方解石>萤石,说明自然pH(未添加pH调整剂)条件下聚丙烯酸钠对三种矿物有抑制作用,抑制强弱为萤石>方解石>白钨矿。单矿物浮选试验结果表明,聚丙烯酸钠为抑制剂时,在自然pH条件下,白钨矿、萤石和方解石的回收率分别为76.03%、18.59%和33.68%,此时聚丙烯酸钠的抑制强弱顺序为萤石>方解石>白钨矿,与计算模拟结果结果相符。为进一步了解白钨矿、萤石和方解石可浮性的差异及含钙矿物浮选新药剂开发提供理论参考。