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萤石矿物阴离子型捕收剂的量子化学研究*

2021-01-08王文才王鹏孙盛赵永岗王其伟

内蒙古科技大学学报 2020年4期

王文才,王鹏,孙盛,赵永岗,王其伟

(1.内蒙古科技大学 矿业研究院,内蒙古 包头 014010;2.包钢(集团)公司白云鄂博铁矿,内蒙古 包头 014080;3.包头稀土研究院,内蒙古 包头 014010)

1 量子化学计算分析

在我国,萤石素有“第二稀土”的美称,现已探明的储量为4 000万t[1,2].白云鄂博尾矿是在包钢选铁和稀土后产生的尾矿,其共伴生萤石资源储量巨大,大约占我国萤石资源总量的一半,但由于其成矿复杂,嵌布粒度较细,给萤石回收工作造成众多难题[3,4].

浮选是回收萤石的重要手段之一,捕收剂则是浮选不可或缺的药剂之一.众多学者对于白云鄂博萤石矿物进行过不同的药剂制度和浮选工艺的研究改进,皆有不同成果[5,6].杨开陆等[7]采用新型高效耐低温捕收剂FX-6Y作为萤石捕收剂,通过1次粗选、2次扫选、5次精选的工艺流程,获得CaF2品位97.66%.秦圣博[8]通过对白云鄂博西矿进行1次粗选、8次精选等繁杂流程,最终获得CaF2品位为90.79%、回收率为81.02%的萤石精矿.

量子化学计算可用于研究各种有机物的结构和性质,其在矿物浮选药剂研究领域已经得到了广泛应用[9].因此,运用量子化学计算方法研究油酸(OA)、环烷酸(NA)、氧化石蜡皂(OPS)以及十二烷基硫酸钠(SDS)的捕收性能前景广阔.

1.1 计算方法

采用GaussView5.0绘制油酸、环烷酸、氧化石蜡皂以及十二烷基硫酸钠的初始构型,在Gaussian 09中运用DFT在B3LYP/6-31G(d)基组水平上对初始构型进行优化[10].根据最优构型计算得到单点能、Mulliken电荷、键长、键角等参数.在相同计算水平下获得谐波振动频率以表征静止点并估……

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