基于密度泛函理论的水对黄铁矿和煤表面润湿性机理研究

• 作者: 王成勇 陈鹏 谭金龙 方永城
• 来源期刊: 矿产综合利用
• 学科: 工学
• 关键词: 黄铁矿 煤 润湿性 密度泛函理论 吸附 电子密度
• 年，卷（期）: 2022,（1）
• 所属期刊栏目: 矿物加工工程|Mineral Processing
• 页码范围: 157-163
• 页数: 7页
• 分类号: TD94
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1000-6532.2022.01.021

摘要

浮选建立在矿物表面润湿性差异之上,为了研究水对黄铁矿和煤表面的润湿机理,构建了黄铁矿和理想化的煤表面模型,并采用密度泛函理论(DFT)分析了水分子和氧分子在黄铁矿和理想化的煤表面上的吸附.结果表明:黄铁矿表面的电子性质活跃,表面Fe与S原子均有未成键的悬挂键,使得黄铁矿表面对水具有较强的吸附活性;水分子在黄铁矿表面各吸附位的吸附能均为负值,底部对硫穴位为水分子吸附的最稳定构型(吸附能为-87.42kJ/mol);氧分子在黄铁矿表面吸附时会发生解离,但其对已吸附的水分子影响较小.理想化的煤表面原子的配位数与体相相同,且表面对电子的束缚较强,使得理想化的煤表面吸附活性较弱;水分子在各吸附位的吸附能均为正值,说明水分子难以吸附在理想化的煤表面上;氧分子在理想化的煤表面上吸附时未发生解离,且将已吸附的水分子排离表面.因此,黄铁矿表面具有较强的亲水性,而理想化的煤表面具有较强的疏水性.