方解石晶体电子结构及(104)面表面特性第一性原理计算

基于第一性原理,对方解石体相及方解石(104)面的布居、能带、态密度等进行了分析,结果表明方解石晶体结构对称性强,结构简单,为绝缘体,其阳离子活性位点为Ca,阴离子活性位点为O。方解石切表面后表面原子均产生了一定弛豫现象,Ca原子在Z轴方向的弛豫最为明显,C在3个方向的弛豫相对较小,O原子在3个方向表现出了不同的弛豫程度。方解石(104)面表面原子价电子构型、布居、键长、态密度等较体相均发生了变化,但费米能级附近主要还是由O的p轨道和少量的Ca的d轨道构成。差分电荷密度图表明方解石(104)面表面缺电子位点和多电子位点交替出现,但得失电子程度不同,各原子表现出不同的化学活性。方解石(104)面易与含—COOH、—CONHOH、—OSO₃H等官能团的阴离子捕收剂作用。     

铜离子对不同铁含量混合闪锌矿的活化作用

用放射性示踪技术测定铜离子在不同铁含量混合闪锌矿上的吸附量,确定了铜离子吸附量与溶液的pH值、矿样的铁含量、混合闪锌矿表面氧化的程度的关系。试验证明,混合闪锌矿样品的表面氧化,引起铜离子吸附作用降低。(除铁闪锌矿的样品以外)在酸性溶液中,由于闪锌矿表面被还原,影响铜离子的吸附量。相反,闪锌矿表面被氧化时,吸附量不随pH而变化。     

基于密度泛函理论的锂辉石晶体结构及（110）面表面化学基因特性研究

基于第一性原理，利用 Material Studio 软件的 CASTEP 模块，对锂辉石晶体的布居、能带、态密度进行了分析，结果表明，锂辉石为绝缘体，其最有可能的荷正电的活性位点为 Li、Al、Si，荷负电的活性位点为 O。对优化后的锂辉石（110）面的表面能、弛豫、布居、态密度和差分电荷密度进行了分析。结果表明，所构建的锂辉石表面的表面能为 0.342 9 J/m2，该表面在 Z 轴方向的弛豫相对明显，其次是 X 轴方向，Y 轴方向的弛豫相对较弱。锂辉石表面的布居分析表明优化后的锂辉石（110）面表层原子价电子构型、布居、键长等均发生了变化。态密度分析结果表明（110）面表层的 6 个 O 活性不同，其在费米能级附近的态密度贡献大小为：O1>O2>O3≈O6>O5>O4。因此，O1 是锂辉石表面活性最高的原子，其次是 O2。差分电荷密度图也表明锂辉石表面缺电子位点和多电子位点交替出现，但得失电子程度不同，因此各原子表现出不同的化学活性。根据矿物基因特性，预测锂辉石容易与含-COOH、-CONHOH、-OSO2H 等易于与 Al 发生化学反应官能团的阴离子捕收剂作用，但捕收性能可能不佳；预测阳离子捕收剂如胺类捕收剂，以及金属离子活化剂如 Ca²⁺等，可吸附于锂辉石表面，产生较好的捕收能力和活化能力。关键词     

磨矿方式影响闪锌矿抑制剂性能的机理研究

在铜锌共生矿铜、锌浮选分离过程中,抑制闪锌矿上浮是关键。为了研究提高抑制效果的途径,通过单矿物浮选试验,利用扫描电子显微镜分析、拉曼光谱分析,研究比较了水射流磨矿与球磨磨矿(铁介质)两种不同磨矿方式对闪锌矿抑制剂作用的影响。浮选试验结果表明,无抑制剂水射流磨矿回收率大于球磨(铁介质),同时抑制剂对水射流磨矿产出的闪锌矿的抑制效果远大于对球磨(铁介质)磨矿产物的效果,说明水射流磨矿对闪锌矿天然界面保持较好,球磨(铁介质)较差。拉曼光谱分析表明,抑制剂与水射流磨矿产物中的闪锌矿作用较强,而经球磨(铁介质)磨矿,闪锌矿之间及闪锌矿表面与铁球发生反应,生成大量亲水性的羟基铁化合物,干扰了抑制剂与闪锌矿表面的作用,抑制作用显著变差。     

闪锌矿表面铅活化及黄药吸附的密度泛函理论研究

采用密度泛函理论对闪锌矿Pb²⁺替换活化和PbOH⁺吸附活化开展了模拟研究,同时研究了铅活化对闪锌矿表面黄药吸附的影响。计算结果表明,PbOH⁺吸附活化比Pb²⁺取代活化在能量上更容易发生。Pb²⁺活化的闪锌矿表面,黄药的S与表面Pb作用距离略大于铅硫原子半径之和,相互作用较弱;而在PbOH⁺活化的闪锌矿表面,黄药的S与表面Pb作用距离略小于铅硫原子半径之和,相互作用更强。态密度分析表明,在PbOH⁺活化的闪锌矿表面,黄药S原子的3p态和Pb原子的6p态发生了轨道杂化现象。Mulliken电荷分析表明,黄药与PbOH⁺活化的闪锌矿表面有更多的电荷转移。     

钨锰矿(010)表面电子结构及性质第一性原理计算

用基于密度泛函理论的DMol3计算了钨锰矿不同(010)断裂键解理面的结构弛豫、Mulliken电荷布居和表面能,考察不同断裂键方式对表面能及表面电子结构性能的影响。锰钨矿单晶胞中Mn—O键比W—O键离子性强,平均键长更长,键能更小,沿Mn—O键断裂所形成的(010)解理面具有更小表面能,性质更稳定,是钨锰矿的理想(010)解理面。理想钨锰矿(010)解理面电荷密度差和态密度分析结果表明,Mn原子是表面活性原子,由于表面相中Mn—O原子相互作用较体相中增强,表面Mn原子活性降低。第一性原理计算结果能为实际矿石浮选的深入理论研究提供指导和参考。     

闪锌矿银活化及对黄药吸附影响的第一性原理研究

为深入研究银离子对闪锌矿的活化机理,采用第一性原理对闪锌矿表面Ag+替换活化和吸附活化分别开展了模拟研究,同时研究了银活化对闪锌矿表面黄药吸附的影响。计算结果表明,未活化的闪锌矿表面不与乙基黄药发生相互作用,银活化的闪锌矿表面能够与乙基黄药发生相互作用。在两种银活化模型中,Ag+吸附活化比替换活化在能量上更容易发生。Ag+替换活化的闪锌矿表面,黄药的S与表面Ag相互作用较弱;而在Ag+吸附活化的闪锌矿表面,黄药的S与表面Ag相互作用较强。态密度分析表明,在Ag+吸附活化的闪锌矿表面,黄药S原子的3p态和Ag原子的4 d态具有较多成键轨道电子云重叠区域,说明表面吸附的Ag+与黄药的S原子发生了较强的相互作用。Mulliken电荷分析表明,与替换活化相比,黄药和Ag+吸附活化的闪锌矿表面有更多的电荷转移,进一步说明Ag+吸附活化更有可能发生。      

AlN/蓝宝石模板上生长的Al_(0.6)Ga_(0.4)N薄膜结构与光学性能研究

采用MOCVD方法在AlN/蓝宝石模板上生长高铝组分Al0.6Ga0.4N薄膜,并采用高分辨率XRD(HRXRD)及阴极荧光(CL)方法对其进行了表征.结果表明,AlGaN薄膜产生了相分离,其原因为厚膜中的应力弛豫及Al原子低的表面迁移率.     

不同磨矿方式对闪锌矿浮选的影响

通过单矿物浮选试验、浮选动力学计算、扫描电镜分析,研究了水射流磨矿与球磨磨矿(铁介质球、玛瑙介质球)不同磨矿方式对闪锌矿浮选的影响。浮选试验与润湿性结果表明,闪锌矿在不同磨矿方式下浮选回收率大小为:水射流磨矿玛瑙介质球磨矿铁介质球磨矿,浮选速度大小为:水射流磨矿玛瑙介质球磨矿铁介质球磨矿。说明闪锌矿经水射流磨矿后表面疏水性最好,可浮性最高,玛瑙介质球磨矿次之,铁介质球磨矿最差。扫描电镜分析结果表明,经水射流磨矿,闪锌矿瞬间粉碎解离,表面纯净,保持天然可浮性;经玛瑙介质球磨矿,闪锌矿之间发生物理化学反应,可浮性降低;而经铁介质球磨矿,闪锌矿之间及闪锌矿表面与铁球发生反应,生成大量亲水性的羟基铁化合物,亲水性增强,可浮性显著变差。     

锡石表面电子结构及羟基化第一性原理计算

基于密度泛函理论,采用Materials Studio 7.0软件进行了锡石{100}、{110}、{101}解理面的电子结构及表面能的第一性原理计算,并以此为基础进一步研究了氢氧根离子在锡石{100}表面上吸附的羟基化影响。计算结果表明:与{101}面相比,{100}面和{110}面具有更低的表面能,是锡石最常见的解理面;氢氧根离子主要通过带负电的氧原子与表面上五配位的锡原子发生键合形成吸附,这种具有悬挂键的锡原子是锡石表面的活性位点。理论模拟计算能为新型锡石捕收剂的开发提供指导。     

The effect of galvanic interaction on the behaviour of the froth phase during the flotation of a complex sulphide ore

A literature review has shown that the chemical effects of grinding media on the flotation of real ores, especially those containing pyrite, are still not understood adequately. Many studies have been conducted on isolated minerals or in solutions only, and transport phenomena in the froth phase have generally been ignored in studies on galvanic interactions. A complex ore containing galena, sphalerite, chalcopyrite and significant quantities of magnetite, pyrrhotite and pyrite was used in batch flotation tests to study this problem. Metallic iron powder was added in different quantities to a ceramic ball mill in order to simulate the use of mild steel grinding media in flotation tests aimed at selectively floating chalcopyrite.An oxygen-saturated pulp milled in the presence of iron yielded the best recovery of chalcopyrite and copper-lead selectivity. Milling under a nitrogen atmosphere in the absence of metallic iron resulted in poor copper-lead selectivity. The galvanic interaction caused by the presence of iron yielded a stable, well-drained froth with low ratios of solids/water recovery and larger bubbles in the froth. However, milling in the absence of iron caused an extremely brittle froth with very fine bu bubbles, high recoveries of low grades of sulphur. In contrast with the improvement in the copper recovery and copper-lead selectivity obtained when the pulp was pre-aerated after milling in the presence of iron, no significant increase in the copper grade was observed after extensive pre-aeration when milling occurred in the absence of iron. The unsatisfactory flotation results in the absence of iron could be explained by the enhanced floatability of iron-bearing gangue minerals, which rupture films and suppress froth stability owing to bubble-overloading.     

铜离子对闪锌矿、黄铁矿浮选的选择性活化机理研究

本文对铜离子活化闪锌矿(ZnS)和黄铁矿(FeS2)的表面化学、溶液化学以及两种矿物的浮选分离进行了综合评述,分析讨论了铜离子浓度、活化时间、pH值、表面电荷、表面氧化程度、矿浆电位等主要因素对闪锌矿和黄铁矿活化浮选的影响.为生产实践中闪锌矿、黄铁矿的绿色、高效浮选分离提供一定的理论及技术支撑.     

Effect of cuprous cyanide,dry and wet milling on the selective flotation of galena and sphalerite

Batch flotation tests of a lead–zinc sulphide composite ore from the Rosh Pinah Mine have been carried out at pH 8.5 in the presence of copper cyanide complexes. These copper cyanide complexes are often found in the recycled water that is used in the milling and the lead flotation circuits. Flotation results have shown that cuprous cyanide complexes can activate sphalerite. In addition, the activation and subsequent flotation of sphalerite was greater when the composite was dry milled as compared to wet milling. Surface analysis of copper(I)-activated sphalerite samples was studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). XPS results showed the presence of copper species on the surface of sphalerite after activation with cuprous cyanide complexes. The copper species could be removed from the surface of sphalerite after treatment with sodium cyanide. This explains, amongst others reasons, the high cyanide requirement at Rosh Pinah Mine for the efficient depression of sphalerite in the lead flotation circuit.     

磨矿方式对闪锌矿和黄铁矿浮选动力学影响研究

为了研究磨矿方式对闪锌矿和黄铁矿浮选行为的影响,通过 6 种浮选动力学模型,分别考察了干磨、湿磨及磨矿时间下 2 种矿物的粒度组成及动力学参数。 结果表明,6 种动力学模型均表现出了良好的拟合效果。 氧化速率、磨矿方式、粒度组成共同决定了闪锌矿和黄铁矿的浮选表现。其中,黄铁矿较闪锌矿具更高的氧化速率及更低的浮选回收率。 湿磨产品较干磨更细,所有试验中-0.015 mm 微细粒级的产率最高,这有利于新生表面的暴露,并导致黄铁矿的快速富集,但同时释放更多 Fe³⁺,降低了闪锌矿的浮选速率。干磨产品粒度组成更粗且颗粒表面粗糙度更高,这促使闪锌矿和黄铁矿干磨后的 ε_∞ 值较湿磨更高。     

Impact of gypsum supersaturated water on the uptake of copper and xanthate on sphalerite

Gypsum supersaturated process water has been shown to have an adverse effect on the flotation of sphalerite minerals. This study probes the mechanism of such effect by determining the uptake of copper and xanthate on sphalerite in gypsum supersaturated water using zeta potential distribution measurement, atomic absorption spectroscopy, UV–visible spectroscopy and quartz crystal microbalance with dissipation. Our results indicate that the supersaturation of water by gypsum retards the adsorption of copper and hence the sequence xanthate adsorption on sphalerite. The retardation of copper and xanthate adsorption on sphalerite is also observed by the addition of 800 ppm calcium. The adsorption of calcium is identified to compete with copper species for the reactive surface sites of the sphalerite, resulting in the reduction in copper and xanthate uptake and hence flotation recovery of sphalerite.     

铜渣中铁铜组分回收利用现状及建议

铜渣中铁、铜含量很高,具有较高的经济价值。系统地介绍和分析了国内外对铜渣中铜、铁的回收研究状况和存在的不足,指出解决了煤基直接还原过程中金属铁、铜颗粒生成条件控制的煤基直接还原-磁选-浮选工艺将是富铁铜渣高效回收利用的重要工艺。     

低碱环境下氯化铵强化铜活化闪锌矿的机理

通过单泡浮选、锌溶出量测定、铜吸附量测定以及XPS检测，研究了低碱环境下氯化铵强化铜离子活化闪锌矿浮选的机理。单泡浮选结果表明，低碱下氯化铵能够强化闪锌矿的铜活化浮选。锌溶出量测定结果显示，氯化铵能够促进闪锌矿表面的锌离子溶出；铜吸附量测定表明，加入氯化铵后闪锌矿表面的铜吸附量和吸附速率均显著提高；XPS分析结果显示，随着体系中氯化铵加入量增加，处理后的闪锌矿表面铜硫化物含量升高，氢氧化物含量降低。提出氯化铵强化闪锌矿铜活化机理为：铜氨配离子对铜离子的储存和释放可以维持溶液中较高的铜离子浓度，从而促进铜锌离子的交换活化；溶液中的氨分子能够促进闪锌矿表面氢氧化锌的溶解，进而促进氢氧化铜吸附和转化为铜硫化物活化过程的进行；锌氨配合反应能够促进闪锌矿表面铜锌离子的交换过程，增加表面铜吸附量。     

闪锌矿晶体结构性质及其铜活化作用

介绍了闪锌矿晶体结构性质及铜活化作用对浮选性能的影响,从闪锌矿表面性质、空位缺陷、杂质缺陷、铜活化等几个方面对闪锌矿浮选性能的影响及机理进行了归纳和总结,旨在为闪锌矿浮选回收和分离的应用基础研究提供参考。      

磨矿环境对方铅矿浮选行为的影响研究

针对方铅矿单矿物,分别使用瓷罐瓷球与瓷罐铁球磨矿并进行浮选,考察磨矿时间、矿浆溶液的酸碱度、捕收剂的用量与方铅矿浮选效果的关系。结果表明,瓷介质磨矿比铁介质磨矿更有利于方铅矿的浮选;高碱环境有利于方铅矿的浮选;捕收剂用量越高越有利于方铅矿的浮选;采用铁介质磨矿时,磨矿时间延长,方铅矿浮选回收率降低,而采用瓷介质磨矿,磨矿时间对其影响不大;采用铁介质磨矿,铁介质氧化生成羟基氧化铁覆盖在方铅矿表面,改变了方铅矿表面组成,增加了方铅矿亲水性,对方铅矿的浮选产生负面影响。     

煤泥浮选过程中六偏磷酸钠对蒙脱石分散行为影响

通过测定润湿接触角和Zeta电位分析了蒙脱石颗粒对煤泥浮选的作用,考察了六偏磷酸钠对煤和蒙脱石浮选行为的影响。依据扩展DLVO理论的计算,分析了分散剂影响煤和蒙脱石浮选行为的作用机理。结果表明：蒙脱石颗粒严重抑制了煤泥浮选,使精煤可燃体回收率从44.11%降至11.68%;六偏磷酸钠可改善浮选效果,使精煤可燃体回收率提高2个百分点;六偏磷酸钠增大煤和蒙脱石颗粒表面电位绝对值,从而提高颗粒间静电斥能,同时六偏磷酸钠附着在煤颗粒和蒙脱石颗粒表面,增强颗粒间的亲水作用能,并且六偏磷酸钠水解形成的长链分子吸附于颗粒表面后,使颗粒相互靠近时产生较强的空间稳定化作用,增大颗粒之间的空间斥力。