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硫化矿浮选固固界面包括矿物-矿物界面与磨矿介质-矿物界面两种。硫化矿物以及磨矿介质具有不同的静电位,它们之间相互接触会产生电子转移导致表面电荷重新分布,影响矿物的氧化以及浮选回收。大量的试验结果表明单矿物浮选体系下的结果和混合矿的结果存在较大差异,单矿物浮选结果对实际矿石(多矿物)缺乏指导意义,需要建立多矿物体系下浮选药剂吸附理论。本文应用基于密度泛函理论的量子化学方法以及粉末微电极电化学测试手段,研究了硫化矿物间以及矿物与磨矿介质间伽伐尼作用对矿物表面结构,表面原子活性以及氧气与黄药分子吸附的影响。主要研究结果如下:(1)使用粉末微电极(玻碳电极)电化学测试方法研究矿物间伽伐尼,作用对黄铜矿,方铅矿,黄铁矿表面氧化及吸附黄药能力的影响对于方铅矿-黄铁矿体系而言,pH为9.18时,方铅矿与黄铁矿之间的伽伐尼作用抑制了矿物表面的氧化;而pH为6.86时,混合微电极的氧化比方铅矿单独存在时弱,而比黄铁矿单独存在时容易发生。此外,pH值为9.18时,方铅矿与黄铁矿之间的伽伐尼作用促进了黄药在矿物表面的吸附。对于黄铜矿-黄铁矿体系而言,pH值为9.18时,混合微电极的氧化比黄铁矿单独存在时弱,而比黄铜矿单独存在时强;而pH值为6.86时,黄铜矿与黄铁矿之间的伽伐尼作用可能会促进矿物表面的氧化。此外,pH值为9.18以及6.86时,黄铜矿与黄铁矿之间的伽伐尼作用可能会抑制黄药在矿物表面的吸附。对于黄铜矿-方铅矿体系而言,pH值为6.86以及9.18时,方铅矿微电极氧化最强,其次是混合微电极,而黄铜矿微电极最弱。此外,pH为9.18时黄铜矿与方铅矿之间的伽伐尼作用可能会轻微地抑制黄药在矿物表面的吸附;pH为6.86时黄铜矿与方铅矿之间伽伐尼作用可能对黄药在矿物表面的吸附可能影响不大。(2)黄铁矿与方铅矿之间伽伐尼作用对方铅矿(100)表面电子结构性质以及氧气、黄药分子吸附影响层晶-层晶模型能较好研究固固界面的原子活性与电子结构,而簇-层晶模型适合研究伽伐尼作用对表面吸附药剂分子的影响。黄铁矿与方铅矿之间电子转移数随着接触距离的增大而减小。即使当接触距离大于矿物表面原子间作用距离(≈3 A)时,伽伐尼作用依然可以发生。接触距离为10 A时方铅矿与黄铁矿之间完全没有伽伐尼作用。对于方铅矿表面而言,主要是Pb原子的6s态失去大量电子,导致Pb原子正电荷数的增加。对于黄铁矿表面而言,Fe 4p态获得大量电子,导致Fe原子正电荷数的减少。黄铁矿与方铅矿之间的伽伐尼作用可以促进氧气以及黄药分子在方铅矿(100)表面的吸附,并且强伽伐尼作用模型对氧气分子吸附的促进作用大于弱伽伐尼作用模型,伽伐尼作用越强则对氧气与黄药分子吸附的促进作用越强。(3)黄铜矿与方铅矿之间伽伐尼作用对氧气、黄药分子在黄铜矿(001)表面吸附的影响氧气分子可以强烈地吸附在黄铜矿(001)表面的Fe-S位上,且在黄铜矿表面发生了解离。与方铅矿发生伽伐尼作用后,氧气分子与黄铜矿(001)表面成键的键长变长,特别是此时氧气分子不能在黄铜矿表面发生解离吸附,导致吸附能明显升高。与方铅矿发生伽伐尼作用后O-Fe键态密度的成键作用被抑制,而O-S键态密度的成键作用被增强。黄铜矿与方铅矿之间的伽伐尼作用会抑制氧气分子在黄铜矿(001)表面的吸附。黄药分子可以强烈地吸附在黄铜矿(001)表面的Cu-Fe位上。与方铅矿发生伽伐尼作用后,黄药的S原子与黄铜矿(001)表面Cu原子成键的键长变短,而与黄铜矿表面Fe原子成键的键长变长,并且黄药在黄铜矿表面吸附能增大。此外,伽伐尼作用使得S-Cu键与S-Fe键态密度的成键作用被削弱。黄铜矿与方铅矿之间的伽伐尼作用可能会抑制黄药分子在黄铜矿(001)表面的吸附。(4)黄铜矿与黄铁矿之间伽伐尼作用对氧气、黄药分子对黄铜矿(001)表面吸附的影响与黄铁矿发生伽伐尼作用后,氧气分子在黄铜矿表面Fe-S位上的吸附能增大,成键键长变长,而且氧气分子解离程度变小。O-S键态密度的成键作用被削弱,而O-Fe键态密度成键情况变化不大。黄铜矿与黄铁矿发生的伽伐尼作用可能会抑制氧气分子在黄铜矿表面的吸附。与黄铁矿发生伽伐尼作用后,黄药的S原子与黄铜矿表面原子成键的键长都变长,且吸附能增大。S-Cu键的成键态密度轻微增强,而S-Fe键成键态密度情况变化不大。黄铁矿与黄铜矿之间发生的伽伐尼作用可能会减弱黄药分子在黄铜矿表面的吸附。(5)磨矿介质与方铅矿之间伽伐尼作用对方铅矿(100)表面电子结构与性质以及氧气、黄药分子吸附影响对于低碳钢,中碳钢,高碳钢磨矿介质与方铅矿体系而言,磨矿介质为中碳钢(含碳量为0.3%)时伽伐尼作用最强,此时氧气与黄药分子在方铅矿表面的吸附也最强;而磨矿介质为低碳钢(含碳量为0.1%)时伽伐尼作用最弱。对于含铬,含铈,含镧,含钇与含锰磨矿介质与方铅矿体系而言,铬,铈,锰元素略微减弱磨矿介质与方铅矿表面间的伽伐尼作用,其中使用含铈元素磨矿介质时伽伐尼作用最弱;镧,钇元素略微增强了磨矿介质与方铅矿表面间的伽伐尼作用,其中含钇磨矿介质的伽伐尼作用最强。使用含La磨矿介质时氧气与黄药分子在方铅矿表面的吸附最强,而使用含Mn磨矿介质可能会不利于氧气在方铅矿表面吸附,使用含Y磨矿介质可能会相对的不利于黄药分子在方铅矿表面吸附。