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白铅矿(PbCO3)和菱锌矿(ZnCO3)硫化机理的DFT研究

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采用密度泛函理论(DFT)比较研究白铅矿(PbCO3)和菱锌矿(ZnCO3)硫化机理的差异.通过在PbCO3/ZnCO3表面构建Pb-S/Zn-S层来模拟硫化结构.层距和Mulliken电荷的结果表明,PbCO3上形成稳定的Pb-S层,而ZnCO3上形成的Zn-S层不稳定.由于Pb-S层具有高的共价性,而Zn-S层具有高的离子性,因此,硫化-黄药法对PbCO3浮选有效,对ZnCO3浮选无效.为了回收ZnCO3,需要强离子性捕收剂,因此,硫化-胺法在ZnCO3浮选中应用较广.PbCO3和ZnCO3表面硫化层结构和浮选行为差异主要是由于金属离子(Pb2+和Zn2+)和配体(O配体和S配体)极化率的不同以及Zn2+3d10轨道的惰性造成的.
DFT study of sulfidization mechanism of cerussite(PbCO3)and smithsonite(ZnCO3)
The differences in the sulfidization mechanism of cerussite(PbCO3)and smithsonite(ZnCO3)were comparatively studied by the density functional theory(DFT)method.Pb-S/Zn-S layers over PbCO3/ZnCO3 surfaces are constructed to simulate the sulfidization structure.The results of layer distance and Mulliken charge suggest that Pb-S layer formed over PbCO3 is stable but Zn-S layer formed over ZnCO3 is unstable.Because of the high covalency of Pb-S layer and the high ionicity of Zn-S layer,the sulfidization-xanthate method is effective for cerussite but ineffective for smithsonite flotation.To recover smithsonite,strong ionicity collectors are required,and hence the sulfidization-amine method is applied more to smithsonite flotation.These differences in the sulfide layer structure and flotation behavior of PbCO3 and ZnCO3 surfaces are mainly attributed to the different polarizabilities of the metal ions(Pb2+and Zn2+)and the ligands(O ligand and S ligand)and the inertness of Zn2+3d10 orbital.

density functional theorycerussitesmithsonitesulfidization-xanthate methodsulfidization-amine method

陈晔、唐箫琴、陈建华、刘萌

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广西大学资源环境与材料学院,广西高校矿物工程重点实验室,省部共建特色金属与组合结构全寿命安全国家重点实验室,南宁 530004

云南省战略金属矿产资源绿色分离与富集重点实验室,昆明 650093

广西大学化学化工学院,南宁 530004

四川大学化工学院,低碳技术与化学反应工程研究室,成都 610065

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密度泛函理论 白铅矿 菱锌矿 硫化-黄药法 硫化-胺法

National Natural Science Foundation of ChinaNational Natural Science Foundation of ChinaOpen Foundation of Key Laboratory of Green Separation and Enrichment of Strategic Metal Mineral Resources,China

5217424651864003202205AG070012

2024

10.1016/S1003-6326(24)66544-1

中国有色金属学报(英文版)
中国有色金属学会

中国有色金属学报(英文版)

CSTPCD
影响因子：1.183
ISSN：1003-6326
年,卷(期)：2024.34(7)