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硫化铜矿物电子结构的第一性原理研究

2011-07-31陈建华王进明龙贤灏郭进

中南大学学报(自然科学版) 2011年12期

陈建华,王进明,龙贤灏,郭进

(1. 广西大学 资源与冶金学院,广西 南宁,530004;2. 中南大学 资源加工与生物工程学院,湖南 长沙,410083;3. 广西大学 物理科学与工程技术学院,广西 南宁,530004)

铜及铜合金由于其优异的物理和力学性能被广泛应用于电子、机械、国防等领域,对国民经济和科技发展起着重要的作用[1]。硫化铜矿物是提取铜的主要矿物资源,它占铜矿资源的80%,因此,硫化铜矿物的理论与试验研究受到广泛关注[2-5]。硫化铜矿物主要有黄铜矿、辉铜矿、铜蓝和斑铜矿,其中与黄药作用最强的为辉铜矿,其次为铜蓝,然后为斑铜矿,最弱的为黄铜矿。由于一种硫化铜矿石中常常含有几种不同的硫化铜矿物,而各种硫化铜矿物浮选所需的药剂种类、用量、pH等浮选条件也各不相同[6]。另外,不同硫化铜矿物氧化的难易度也存在差异,其中辉铜矿最容易氧化,当铜矿石中含有辉铜矿时,氧化会造成矿浆中含有大量铜离子,因此,给铜锌、铜硫分离造成极大的困难[7]。矿物的浮选行为取决于矿物的性质,而矿物的性质取决于矿物的电子结构。不同的硫化铜矿物具有不同的化学组成、晶体结构和电化学性质,如辉铜矿含铜最高,达到79.86%,而黄铜矿含铜最低,仅有34.56%;另外,常见的黄铜矿属于四方晶系,辉铜矿属于六方晶系,而铜蓝具有复杂的层状构造;从导电性方面来讲,黄铜矿属于半导体,而辉铜矿和铜蓝则为导体。因此,研究硫化铜矿物的电子结构对于从本质上认清不同硫化铜矿物可浮选性的差异具有重要的意义。……

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