金属矿山 ›› 2026, Vol. 55 ›› Issue (3): 89-95.
朱 峰1,2,3 袁 帅1,2,3 赵 冰1,2,3 刘 杰1,2,3 谢瑞琦4
ZHU Feng1,2,3 YUAN Shuai1,2,3 ZHAO Bing1,2,3 LIU Jie1,2,3 XIE Ruiqi4
摘要: 锰是支撑钢铁冶金与新能源产业的关键战略金属,其高效提取关乎国家经济安全。方锰矿(MnO)作为
锰氧化物基础相态,其表面Mn2+位点的电子特性对浮选分离效率具有决定性影响,且原子尺度机制尚不明确。本研
究基于密度泛函理论,采用GGA-PBESOL 泛函、650 eV 截断能和6×6×6 k 点取样密度优化计算参数,构建方锰矿体相
及(001)表面模型,通过Mulliken 电荷布居、能带结构和态密度分析揭示其电子结构与浮选机制。结果显示,方锰矿
晶格参数优化误差仅0. 84%,Mn—O 键布居值-0. 03,键长0. 220~0. 222 nm,呈离子键特性;态密度分析表明其O-2p
轨道主导价带电子态,而Mn-3 d 轨道在导带中贡献显著。表面分析发现,(001)面Mn2+ 位点因配位数减少引发晶格
畸变导致电子去局域化,其未占据3 d 轨道易与阴离子捕收剂发生p-d 杂化,而O2-位点因2p 轨道活性较低对阳离子
药剂亲和力弱。浮选行为预测表明,弱酸性至中性条件下,阴离子捕收剂可通过静电作用与Mn2+ 形成稳定吸附,而碱
性环境因表面羟基化抑制吸附。研究为方锰矿浮选分离提供原子尺度理论依据,建议采用磺酸基/ 磷酸基捕收剂协
同活化剂提升选择性吸附效率。
中图分类号: