發(fā)布時間：2018-07-17 02:39

【摘要】：與黃鐵礦硫共生的碳質(zhì)提高了煤系黃鐵礦在煤泥浮選過程中的可浮性,為了降低煤系黃鐵礦的可浮性及脫除精煤中的黃鐵礦,分析煤系黃鐵礦碳質(zhì)中碳元素的存在形式及其與疏水性關(guān)系的機理具有重要的意義。采用微量熱儀和掃描電子顯微鏡比較了中國典型礦區(qū)的礦系黃鐵礦和煤系黃鐵礦的潤濕熱及表面碳質(zhì)中碳元素含量差異,試驗結(jié)果表明:與礦系黃鐵礦相比,各煤系黃鐵礦的潤濕熱絕對值均較小,碳質(zhì)中碳元素含量較高,導(dǎo)致疏水性可能因表面吸附碳原子而較強。采用基于密度泛函理論(DFT)和平面波贗勢的方法模擬了水分子在理想黃鐵礦表面及含碳原子吸附的黃鐵礦表面的吸附過程并計算了水分子的吸附能、鍵Mulliken布居及鍵長、電荷密度及電子態(tài)密度。計算結(jié)果表明:與理想黃鐵礦表面相比,水分子在含碳原子吸附的煤系黃鐵礦表面的吸附能由負(fù)值變?yōu)檎?吸附碳原子處的黃鐵礦表面變成疏水性,黃鐵礦表面鐵原子的3d軌道先與碳原子的2p軌道形成強烈的Fe—C鍵,碳原子的2p軌道再與水分子中氧原子的2p軌道形成微弱C—O鍵,因C—O鍵作用微弱導(dǎo)致碳原子的吸附不利于水分子在黃鐵礦表面的吸附,從量子化學(xué)的角度揭示了煤系黃鐵礦表面吸附碳原子后對其疏水性影響的機理。
[Abstract]:In order to reduce the floatability of coal series pyrite and remove pyrite from concentrate coal, the carbonaceous coexisting with pyrite can improve the floatability of coal series pyrite in the process of coal slime floatation, in order to reduce the floatability of coal series pyrite and to remove pyrite from concentrate coal. It is of great significance to analyze the forms of carbon elements in coal pyrite and its relationship with hydrophobicity. The wetting heat and surface carbon content of pyrite and coal pyrite in typical mining areas in China are compared by means of microcalorimeter and scanning electron microscope. The experimental results show that: compared with pyrite of ore series, The moisture and heat absolute values of each coal series pyrite are small, and the content of carbon elements in carbon is higher, which may lead to the hydrophobicity of pyrite being stronger because of the adsorption of carbon atoms on the surface. Based on density functional theory (DFT) and plane wave pseudopotential method, the adsorption process of water molecules on ideal pyrite surface and pyrite surface containing carbon atom was simulated, and the adsorption energy, bond Mulliken population and bond length of water molecule were calculated. Charge density and electron density of state. The results show that compared with the ideal pyrite surface, the adsorption energy of water molecules on coal series pyrite adsorbed by carbon atom changes from negative value to positive value, and the surface of pyrite adsorbed at carbon atom becomes hydrophobic. On the surface of pyrite, the 3D orbital of iron atom forms a strong Fe-C bond with the 2p orbital of carbon atom, and the 2p orbital of carbon atom forms a weak C-O bond with the 2p orbital of oxygen atom in water. The adsorption of carbon atoms by C-O bonds is not conducive to the adsorption of water molecules on the surface of pyrite. From the perspective of quantum chemistry, the mechanism of the effect of adsorption of carbon atoms on the hydrophobicity of coal series pyrite is revealed from the perspective of quantum chemistry.
【作者單位】： 中國礦業(yè)大學(xué)(北京)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院;安徽理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【基金】：中央高�；究蒲袠I(yè)務(wù)費資助項目(2010YH11)
【分類號】：O647.3;TD923

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本文編號：2128648