晶体化学及计算机模拟在盐类矿物浮选中的应用基础研究

盐类矿物的浮选及其分离是矿物加工中的难题，一是盐类矿物本身浮选特性复杂，二是不同盐类矿物之间浮选分离困难，三是用于盐类矿物分离浮选的浮选药剂大都选择性不好。要解决这一难题，须从盐类矿物的本身特性出发，考查不同盐类矿物可浮性的差异，并寻找或设计有针对性和选择性的浮选药剂。本研究应用晶体化学原理研究几种典型盐类矿物重晶石、方解石、白云石、菱镁矿、磷灰石、萤石、白钨矿等矿物的晶体化学特性；通过单矿物及人工混合矿物的浮选试验，系统研究几种盐类矿物在多种浮选药剂作用下的可浮性及其与晶体化学的关系；采用计算机模拟软件Material Studio建立浮选药剂与矿物表面之间的作用模型，并对作用过程进行分子动力学模拟计算。研究有助于深入了解不同盐类矿物的浮选特性及差异，有助于制定适合不同盐类矿物浮选分离的工艺流程，并为设计高效盐类浮选药剂提供理论依据，有效推动与资源可选性相和谐的矿物加工新技术的发展。

项目主要涉及晶体化学及计算机模拟在盐类矿物浮选中的应用。针对低品位菱镁矿浮选中存在的问题，应用晶体化学研究方法和计算机辅助分子设计研究了菱镁矿的可浮性，浮选试验结果与分子模拟结果预测相一致；根据浮选药剂分子设计理论设计了菱镁矿抑制剂D-对羟基苯甘氨酸，并取得了较好试验结果，基本验证了应用Materials Studio软件模拟计算药剂分子与矿物相互作用和设计浮选药剂分子的可信性。项目通过大量浮选试验，系统研究了黑钨矿、白钨矿、石榴石、萤石、方解石及石英的可浮性，应用晶体化学原理分析白钨矿、黑钨矿与含钙矿物的浮游速度，采用多元回归分析及人工神经网络软件对浮选过程进行模拟，改进了矿物浮选分速模型，在实验室条件下实现了白钨矿、黑钨矿与其它含钙矿物之间的异步浮选分离。