稀土礦物獨(dú)居石和含鈣礦物螢石共生關(guān)系密切,螢石易大量混入獨(dú)居石浮選精礦,實(shí)現(xiàn)兩種礦物的浮選分離比較困難。礦物晶體結(jié)構(gòu)、晶面結(jié)構(gòu)及晶面各向異性等礦物基因特性可以影響礦物的表面反應(yīng)活性、潤濕性和藥劑吸附能力,對(duì)礦物浮選行為有較大影響作用。量子化學(xué)計(jì)算能夠從原子水平研究礦物晶體及其表面的相關(guān)性質(zhì),因此本文憑借基于密度泛函理論的第一性原理計(jì)算,從原子水平研究了獨(dú)居石與螢石的晶體和晶面性質(zhì)及其與浮選藥劑的作用機(jī)理,為獨(dú)居石與螢石的浮選分離提供理論指導(dǎo)。本文借助Material Studio 2017軟件計(jì)算了礦物晶體及其表面的相關(guān)性質(zhì),結(jié)合XRD測試結(jié)果確定了兩種礦物常見的解理面和暴露面;研究了辛基羥肟酸（OHA）和油酸（OA）與獨(dú)居石和螢石常見暴露面的作用機(jī)理,并對(duì)藥劑與不同礦物表面作用時(shí)的差異性進(jìn)行了分析。研究結(jié)論如下:當(dāng)交換關(guān)聯(lián)函數(shù)選擇GGA-PW91,截?cái)嗄転?50 eV,K點(diǎn)選取3×3×3時(shí),獨(dú)居石和螢石體相總能最低,結(jié)構(gòu)最穩(wěn)定。通過計(jì)算發(fā)現(xiàn),獨(dú)居石和螢石均為非導(dǎo)電性礦物;獨(dú)居石中的O、Ce原子和螢石中的F、Ca原子性質(zhì)最為活潑;獨(dú)居石（100）面、螢石（111）面的表面能和晶面斷裂鍵... 

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 獨(dú)居石和螢石浮選研究現(xiàn)狀
        1.2.1 獨(dú)居石浮選研究現(xiàn)狀
        1.2.2 螢石浮選研究現(xiàn)狀
    1.3 礦物浮選藥劑研究概況
        1.3.1 獨(dú)居石浮選藥劑研究概況
        1.3.2 螢石浮選藥劑研究概況
    1.4 第一性原理在礦物浮選中的研究概況
        1.4.1 第一性原理的定義
        1.4.2 第一性原理的計(jì)算方法
        1.4.3 第一性原理在礦物浮選中的應(yīng)用
    1.5 研究目的及意義
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究意義
    1.6 研究內(nèi)容與方法
    1.7 創(chuàng)新點(diǎn)
    1.8 技術(shù)路線
2 軟件及計(jì)算量簡介
    2.1 Materials Studio軟件簡介
    2.2 計(jì)算量的介紹
        2.2.1 能帶
        2.2.2 態(tài)密度
        2.2.3 Mulliken布居分析
        2.2.4 晶面斷裂鍵密度與表面能
        2.2.5 吸附能
3 獨(dú)居石晶體和表面化學(xué)性質(zhì)研究
    3.1 計(jì)算模型
    3.2 獨(dú)居石體相優(yōu)化
        3.2.1 交換關(guān)聯(lián)函數(shù)計(jì)算
        3.2.2 截?cái)嗄苡?jì)算
        3.2.3 K-piont計(jì)算
    3.3 獨(dú)居石體相電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析
        3.3.1 能帶結(jié)構(gòu)分析
        3.3.2 態(tài)密度分析
        3.3.3 布居分析
    3.4 獨(dú)居石表面化學(xué)性質(zhì)分析與吸附表面的建立
        3.4.1 獨(dú)居石研究表面確定
        3.4.2 獨(dú)居石表面性質(zhì)分析
        3.4.3 獨(dú)居石吸附表面的建立
    3.5 本章小結(jié)
4 螢石晶體和表面化學(xué)性質(zhì)研究
    4.1 計(jì)算模型
    4.2 螢石體相優(yōu)化
        4.2.1 交換關(guān)聯(lián)函數(shù)收斂性測試
        4.2.2 截?cái)嗄苁諗啃詼y試
        4.2.3 K-piont收斂性測試
    4.3 螢石體相電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析
        4.3.1 能帶結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 態(tài)密度分析
        4.3.3 布居分析
    4.4 螢石表面化學(xué)性質(zhì)分析與吸附表面的的建立
        4.4.1 螢石研究表面確定
        4.4.2 螢石表面性質(zhì)分析
        4.4.3 螢石吸附表面的建立
    4.5 本章小結(jié)
5 捕收劑在獨(dú)居石和螢石表面的吸附行為研究
    5.1 辛基羥肟酸的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析
        5.1.1 態(tài)密度分析
        5.1.2 布居分析
    5.2 油酸的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)分析
        5.2.1 態(tài)密度分析
        5.2.2 布居分析
    5.3 辛基羥肟酸與油酸在獨(dú)居石表面的吸附行為
        5.3.1 吸附構(gòu)型
        5.3.2 吸附能分析
        5.3.3 布居分析
        5.3.4 態(tài)密度分析
    5.4 辛基羥肟酸與油酸在螢石表面的吸附行為
        5.4.1 吸附構(gòu)型
        5.4.2 吸附能分析
        5.4.3 布居分析
        5.4.4 態(tài)密度分析
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 研究結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
在學(xué)研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[5]抑制劑CK102在某低品位螢石礦浮選試驗(yàn)研究[J]. 劉偉然,孫體昌,王英碩,徐承焱,朱立新.  非金屬礦. 2019(05)
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[8]中國螢石資源現(xiàn)狀及可持續(xù)發(fā)展對(duì)策[J]. 李敬,高永璋,張浩.  中國礦業(yè). 2017(10)
[9]水楊羥肟酸在獨(dú)居石礦物表面的吸附特性研究[J]. 劉明寶.  有色金屬工程. 2017(02)
[10]湖北省某礦區(qū)復(fù)雜稀土礦石選礦實(shí)驗(yàn)研究[J]. 劉爽,林璠,魯力,黃鵬,康健,李建,白丁.  稀土. 2016(04)

博士論文
[1]納米材料的理論研究及線性標(biāo)度電子結(jié)構(gòu)方法的發(fā)展[D]. 向紅軍.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]抑制劑對(duì)螢石與方解石浮選分離的影響及機(jī)理研究[D]. 任海洋.中南大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3727459