摘要： 基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算,研究了烧绿石晶体及晶面结构、电子结构的特性,以及其 表面活性位点和吸附行为,以优化浮选过程,提高矿物分离效率。能带和态密度分析结果表明:烧绿石属于半导体,其 表面荷正电的活性位点为Nb 原子和Ca 原子,反应活性强,其次为O 原子,活性最低的原子为F;F—Ca 和O—Ca 键主 要呈离子键特性,在破碎和磨矿过程中,这些键易断裂,从而使烧绿石表面暴露更多的Ca 原子活性位点。表面断键 密度和表面能计算结果表明:烧绿石常见的解理面包括(111)面、(311)面和(400)面,其中(111)面最容易出现且最 稳定。表面差分电荷密度分析表明:Nb 和Ca 原子具有较强的金属性,在浮选时需优先考虑能与Ca 和Nb 活性位点结 合的捕收剂。吸附能计算结果表明:OHA-能与烧绿石表面的Nb 和Ca 位点发生化学吸附,OHA- 与Nb 形成的五元环 螯合构型最稳定,但Ca 位点数量更多,在捕收剂吸附过程中也具有重要作用。

关键词: 烧绿石　密度泛函理论　(111)面　活性位点