第36卷第6期 北京科技大学学报 Vol.36 No.6 2014年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing Jun.2014 十二胺浮选黄锑矿的作用机理 王进明，王毓华四，余世磊，余胜利，于福顺 中南大学资源加工与生物工程学院，长沙410083 通信作者，E-mail:wangyh@cs.cdu.cm 摘要利用单矿物实验，研究了十二胺(DDA)对黄锑矿的浮选行为.研究发现：pH值为2.0~8.0时，黄锑矿浮选回收率达 到90%以上pH值为8.0~10.0时，黄锑矿浮选回收率急刷降低：当pH值>10.0时，十二胺对黄锑矿几乎没有捕收作用.十 二胺浮选溶液化学分析结果表明，十二胺阳离子(DDA·)是对黄锑矿产生捕收作用的主要成分.采用密度泛函理论研究了黄 锑矿晶体以及十二胺离子和分子的电子结构性质，考察了十二胺离子、十二胺分子和水分子在黄锑矿表面的吸附行为.三种 吸附质在黄锑矿表面吸附能顺序为DDA>H,O>DDA·,十二胺离子可排开黄锑矿表面的水化膜，实现黄锑矿的疏水上浮，十 二胺离子主要通过物理吸附形式吸附于黄锑矿表面. 关键词黄锑矿：浮选：十二胺：电子结构；第一性原理 分类号TD952 Flotation mechanism of cervantite with dodecylamine WANG Jin-ming,WANG Yu-hua,YU Shi-lei,YU Sheng-li,YU Fu-shun School of Minerals Processing and Bioengineering,Central South University,Changsha 410083,China Corresponding author,E-mail:wangyh@csu.edu.cn ABSTRACT The flotation behavior of cervantite with dodecylamine (DDA)was studied.The results show that the recovery rate of cervantite reaches more than 90%in the pH range of 2.0 to 8.0.But it sharply decreases in the pH range of 8.0 to 10.0.When pH 10,DDA has little collecting capacity on cervantite.The flotation solution chemical analysis of dodecylamine indicates that dodecyl- amine cations are the main components of the cervantite collector.The electronic structures of cervantite crystals and dodecylamine ions and molecules were studied using the density functional theory.The adsorption behaviors of dodecylamine ions,dodecylamine mole- cules,and water molecules were simulated.It is found that the adsorption energy order of these adsorbents on cervantite surfaces is DDA >H2O>DDA'.DDA'can remove hydration films on cervantite surfaces to make cervantite hydrophobic.DDA'adsorbs on cer- vantite surfaces mainly by physical adsorption KEY WORDS cervantite:flotation:dodecylamine:electronic structure:first-principle theory 随着锑矿资源不断被开发利用，较容易加工处 在氧化锌、铝土矿、胶磷矿、铁矿物反浮选脱硅等难 理的硫化型锑矿石资源正日趋减少，分离回收难处 选氧化矿浮选中都有广泛应用B-,但十二胺对氧 理的氧化型锑矿石越来越受到人们的重视.黄锑矿 化锑的浮选行为、氧化锑矿晶体结构和性质以及氧 是最重要的锑矿资源之一，但是氧化锑的浮选到目 化锑表面与十二胺作用机理等方面的研究还未见报 前为止却是选矿界难以解决的问题口.由于它易泥 道.第一性原理是现阶段研究矿物晶体结构及界面 化粉碎，利用重选法得到的回收率很低，利用浮选法 性质的有效方法.Du等m利用分子动力学模拟了 也难以对氧化锑回收利用回.十二胺(DDA)在多种 水分子的结构及在滑石表面的吸附态，研究了糊精、 氧化矿和硅酸盐矿物浮选中体现出良好的捕收性， 十二胺等分子在滑石表面的吸附机理.Zhao圆研究 收稿日期：201303-19 基金项目：湖南省有色基金资助项目(Y201101003) DOI:10.13374/j.issn1001-053x.2014.06.004:http://journals.ustb.edu.en第 36 卷 第 6 期 2014 年 6 月 北京科技大学学报 Journal of University of Science and Technology Beijing Vol． 36 No． 6 Jun． 2014 十二胺浮选黄锑矿的作用机理 王进明，王毓华，余世磊，余胜利，于福顺 中南大学资源加工与生物工程学院，长沙 410083  通信作者，E-mail: wangyh@ csu． edu． cn 摘 要 利用单矿物实验，研究了十二胺( DDA) 对黄锑矿的浮选行为． 研究发现: pH 值为 2. 0 ～ 8. 0 时，黄锑矿浮选回收率达 到 90% 以上; pH 值为 8. 0 ～ 10. 0 时，黄锑矿浮选回收率急剧降低; 当 pH 值 ＞ 10. 0 时，十二胺对黄锑矿几乎没有捕收作用． 十 二胺浮选溶液化学分析结果表明，十二胺阳离子( DDA + ) 是对黄锑矿产生捕收作用的主要成分． 采用密度泛函理论研究了黄 锑矿晶体以及十二胺离子和分子的电子结构性质，考察了十二胺离子、十二胺分子和水分子在黄锑矿表面的吸附行为． 三种 吸附质在黄锑矿表面吸附能顺序为 DDA ＞ H2O ＞ DDA + ，十二胺离子可排开黄锑矿表面的水化膜，实现黄锑矿的疏水上浮，十 二胺离子主要通过物理吸附形式吸附于黄锑矿表面． 关键词 黄锑矿; 浮选; 十二胺; 电子结构; 第一性原理 分类号 TD952 Flotation mechanism of cervantite with dodecylamine WANG Jin-ming，WANG Yu-hua ，YU Shi-lei，YU Sheng-li，YU Fu-shun School of Minerals Processing and Bioengineering，Central South University，Changsha 410083，China  Corresponding author，E-mail: wangyh@ csu． edu． cn ABSTＲACT The flotation behavior of cervantite with dodecylamine ( DDA) was studied． The results show that the recovery rate of cervantite reaches more than 90% in the pH range of 2. 0 to 8. 0． But it sharply decreases in the pH range of 8. 0 to 10. 0． When pH ＞ 10，DDA has little collecting capacity on cervantite． The flotation solution chemical analysis of dodecylamine indicates that dodecyl￾amine cations are the main components of the cervantite collector． The electronic structures of cervantite crystals and dodecylamine ions and molecules were studied using the density functional theory． The adsorption behaviors of dodecylamine ions，dodecylamine mole￾cules，and water molecules were simulated． It is found that the adsorption energy order of these adsorbents on cervantite surfaces is DDA ＞ H2O ＞ DDA + ． DDA + can remove hydration films on cervantite surfaces to make cervantite hydrophobic． DDA + adsorbs on cer￾vantite surfaces mainly by physical adsorption． KEY WOＲDS cervantite; flotation; dodecylamine; electronic structure; first-principle theory 收稿日期: 2013--03--19 基金项目: 湖南省有色基金资助项目( Y2011--01--003) DOI: 10． 13374 /j． issn1001--053x． 2014． 06． 004; http: / /journals． ustb． edu． cn 随着锑矿资源不断被开发利用，较容易加工处 理的硫化型锑矿石资源正日趋减少，分离回收难处 理的氧化型锑矿石越来越受到人们的重视． 黄锑矿 是最重要的锑矿资源之一，但是氧化锑的浮选到目 前为止却是选矿界难以解决的问题［1］． 由于它易泥 化粉碎，利用重选法得到的回收率很低，利用浮选法 也难以对氧化锑回收利用［2］． 十二胺( DDA) 在多种 氧化矿和硅酸盐矿物浮选中体现出良好的捕收性， 在氧化锌、铝土矿、胶磷矿、铁矿物反浮选脱硅等难 选氧化矿浮选中都有广泛应用［3 － 6］，但十二胺对氧 化锑的浮选行为、氧化锑矿晶体结构和性质以及氧 化锑表面与十二胺作用机理等方面的研究还未见报 道． 第一性原理是现阶段研究矿物晶体结构及界面 性质的有效方法． Du 等［7］利用分子动力学模拟了 水分子的结构及在滑石表面的吸附态，研究了糊精、 十二胺等分子在滑石表面的吸附机理． Zhao ［8］研究