煤系黄铁矿晶格缺陷与可浮性的机理研究

郗朋¹，刘文礼¹，韩永华¹，陈建华²，宋晨哲¹

1. 中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院2. 广西大学资源与治金学院

摘 要：为脱除煤中的黄铁矿,分析煤系黄铁矿中碳质的存在形式及其与可浮性的关系机理具有重要的意义。以中国典型矿区的矿系黄铁矿和煤系黄铁矿为研究对象,采用先进仪器分析手段,对矿系黄铁矿和煤系黄铁矿的元素组成、矿物构成及表面性质进行系统分析。研究发现煤系黄铁矿表面存在碳元素掺杂。在此基础上,采用密度泛函理论(DFT)平面波赝势方法模拟了碳元素对煤系黄铁矿表面性质的影响规律,并进行了接触角的测量及浮选试验。模拟计算结果表明:含碳掺杂缺陷的煤系黄铁矿表面亲水性减弱、可浮性增强,在煤泥浮选过程中更易上浮,接触角的测量及浮选试验结果与模拟结果吻合。从量子化学的角度揭示了煤系黄铁矿晶格缺陷与可浮性关系的机理。

关键词：煤系黄铁矿;晶格缺陷;可浮性;碳掺杂;密度泛函理论;