方解石晶體結(jié)構(gòu)及表面吸附浮選藥劑的第一性原理研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩72頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認領(lǐng)

文檔簡介

1、方解石是中低品位鈣質(zhì)磷礦石主要脈石礦物之一,與磷灰石同屬于微溶含鈣鹽類礦物,具有相似的表面物理化學性質(zhì),導致兩者的浮選分離十分困難。目前比較有效的方法是酸性條件下采用脂肪酸類捕收劑反浮選。浮選是基于礦物表面物理化學性質(zhì)差異而實現(xiàn)的,礦物結(jié)構(gòu)決定礦物性質(zhì),因此礦物與浮選藥劑的相互作用及其可浮性必然與礦物表面晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。量子化學為微觀角度研究固體的電子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)提供了強有力手段,因此本文基于第一性原理從微觀角度研究方解石表面電子結(jié)構(gòu)、

2、性質(zhì)及其與浮選藥劑的微觀作用機制,闡明方解石與磷灰石浮選分離微觀機理。
  對方解石進行體相優(yōu)化,當交換關(guān)聯(lián)函數(shù)采用廣義梯度近似(GGA)下的PW91梯度修正近似,截斷能為400 eV,k點選取3×3×2時,方解石體相總能最低,得到穩(wěn)定的方解石晶體結(jié)構(gòu),a=5.049?,c=17.200?,C-O鍵鍵長為1.300?, Ca-O鍵鍵長為2.383?。態(tài)密度和Mulliken布居結(jié)果表明方解石單胞在參與化學反應(yīng)時O的活性較強,其次是

3、C和Ca。
  將方解石單胞擴展為1×1×1超晶胞,建立{1014}面、{0118}面和{2134}面三組解理面,其中{1014}面表面能最低,表面總電荷為零,呈電中性,為方解石最穩(wěn)定切面,對該切面進行馳豫,弛豫后方解石表面原子活性順序O>C>Ca,而且均比體相原子活性大。對弛豫后的方解石{1014}切面進行擴展形成2×1×1超晶胞切面,用于研究方解石與水分子和藥劑分子相互作用。單個水分子在方解石表面C位點會破壞水分子結(jié)構(gòu),熱力學

4、不穩(wěn)定,不能形成吸附;水分子與方解石表面Ca位點、O位點吸附能分別為-0.75 eV、-1.01 eV,均能形成吸附,且與O位點吸附時有氫鍵生成,吸附后表面各原子電荷變化相對較大。水分子簇在方解石表面的吸附與單個水分子在方解石表面吸附時結(jié)果相似,水分子簇通過氫鍵作用易與方解石表面的O位點發(fā)生吸附,方解石O位點比Ca位點更親水。
  方解石酸性條件反浮選過程中,抑制劑磷酸、硫酸的主要存在形式是H2PO4-、SO42-,陰離子捕收劑油

5、酸和陽離子捕收劑十二胺的主要存在形式是C17H33COO-、C12H25NH3+。H2PO4-與方解石表面O位點、Ca位點作用,吸附能分別為-0.95 eV和-0.72 eV,H2PO4-在方解石表面O位點比在Ca位點的吸附要穩(wěn)定,H2PO4-在方解石表面O位點吸附時費米能級附近軌道貢獻較大,H2PO4-的H與方解石表面O之間形成氫鍵;SO42-與方解石表面O位點、Ca位點吸附能分別為-0.20 eV和-0.19 eV,吸附作用相對較弱

6、,吸附作用后態(tài)密度變化較??;C17H33COO-與方解石表面 O位點不能發(fā)生吸附,相互作用后藥劑分子和礦物表面結(jié)構(gòu)均發(fā)生嚴重變形。C17H33COO-與方解石表面Ca位點吸附,吸附能為-0.86 eV,C17H33COO-的兩個O均與方解石表面的Ca成鍵,且吸附作用后方解石態(tài)密度整體向右偏移了1.1 eV,有利于吸附;陽離子捕收劑C12H25NH3+與方解石表面Ca位點吸附能為4.94 eV,不能發(fā)生吸附,作用后藥劑分子結(jié)構(gòu)發(fā)生嚴重變形

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

最新文檔

評論

0/150

提交評論