张行荣，郑桂兵，艾 晶，刘崇峻，尚衍波



赤铁矿反浮选淀粉抑制作用第一性原理

张行荣，郑桂兵，艾 晶，刘崇峻，尚衍波

(北京矿冶研究总院 矿物加工科学与技术国家重点实验室，北京 100160)

基于密度泛函理论，通过Materials Studio软件模拟计算赤铁矿晶体结构以及(001)解理面的电子结构，研究其电子结构对抑制剂吸附的影响，讨论淀粉片段分子、水分子、氢氧根离子在赤铁矿(001)表面的竞争吸附。结果表明：与水分子、氢氧根离子相比，淀粉更易在赤铁矿表面吸附，且淀粉在赤铁矿表面的吸附主要是通过氢键作用，这与实际研究相符。模拟计算结果为进一步研发新型赤铁矿抑制剂提供理论依据。

密度泛函理论；赤铁矿；反浮选；抑制剂；淀粉

赤铁矿是钢铁资源的重要来源，在铁矿浮选提质降杂中，多采用反浮选工艺[1]。在铁矿反浮选工艺中，抑制剂的使用至关重要。最典型的抑制剂是淀粉及其改性产品[2−3]。为了弄清淀粉抑制赤铁矿的作用机理，很多学者做了相当多的工作[4−7]。研究认为[8]，淀粉之所以能够抑制赤铁矿，是因为淀粉通过氢键吸附于赤铁矿表面，使得赤铁矿表面亲水，从而起到抑制赤铁矿的目的。研究方法一般通过Zeta电位、吸附量对比、红外光谱等手段来进行[9]。密度泛函理论是一种研究多电子体系电子结构的量子力学方法，是凝聚态物理和计算化学领域常用的方法之一[10]，并且已经成功应用于硫化铁矿研究[11−14]。为了从矿物自身性质(如电子性质等)和分子结构自身出发研究其抑制机理，本文作者采用基于第一性原理的量子力学方法研究淀粉分子在赤铁矿矿物晶体表面的竞争吸附情况和吸附方式，从量子化学层面揭示其抑制机理。……