对于中颗粒或小颗粒矿物的选择性分离,浮选是一种有效的方法。目前,浮选主要集中在不同因素条件下浮选回收率大小的研究上。对捕收剂分子在矿物/水界面的研究,是工业化浮选过程进行模型化最重要的一步。分子动力学模拟是一种有用的工具,对于浮选涉及的表面电势、表面活性剂/大分子吸附,矿物可浮性等问题,它能够给出详尽的信息与基础性的理解。白云母是一种典型的硅酸盐矿物,其自然解理的(001)面结构与大多数的粘土矿物表面类似。由于铵类的两亲性质和较高的水溶性,被广泛的用做浮选捕收剂。使用分子动力学方法研究了捕收剂/白云母、水/白云母和水/捕收剂/白云母等体系的结构和动力学过程。利用PCFF_phyllosilicates力场对不同链长胺类在白云母(001)面的吸附进行了分子动力学研究。通过铵离子与白云母(001)面之间的相互作用能对捕收剂-矿物之间的结合力进行定量,模拟结果表明R-NH3+在白云母表面的吸附更稳定,而R-N(CH3)3+的吸附有更强的“流动性”。此外,链长对捕收剂-矿物的相互作用能影响不大,主要由头基本身性质决定,疏水链链长决定碳氢链聚集体的聚合强度。研究了不同数量水分子在白云母(001)面的吸附,考察了原子密度分布、径向分布函数、氢键分布、密度场、均方位移和水化能等性质。当白云母表面的水分子达到单层时,靠近白云母/水界面的前三层水分子层的密度不随水分子数量的增多发生改变；固/液界面水分子比远离界面的水分子排列更为有序；原子密度分布、氢键浓度分布曲线表明白云母固体基质对水分子微观结构影响的“固体效应”。研究还发现,白云母解理后表面的K+离子在水化过程中移动性差,尤其是其z方向的流动性最差,给出的表面K+密度场也证实了[Si4Al2]-K+结构的稳定性。计算了水分子与白云母之间的水化能,与实验值相符性较好。与捕收剂和白云母的相互作用能比较后,发现从热力学角度上来说,铵离子能够突破白云母(001)面的水化层而吸附在其表面,从而使得浮选发生。使用分子动力学模拟研究了十二铵水溶液在白云母(001)面的单层吸附过程。设计了含不同数量十二铵离子的三种体系,用于研究表面覆盖率对白云母/水界面微观结构的影响。所有体系中白云母/水界面都能形成半胶束结构,十二铵头基朝向表面,而碳氢链指向水溶液。改性后的白云母表面表现一定的疏水性,表面覆盖率越高,疏水性越强。密度场给出了靠近白云母表面前两层水分子层的水分子吸附点位。研究发现,表面活性剂头基与表面桥氧原子之间的氢键受界面水分子的影响较大。表面活性剂在白云母表面形成半胶束结构的厚度略小于其分子链长,模拟得到的厚度与原子力显微镜(AFM)结果相差不大。