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1、第33卷第5期礦冶工程V01．33№52013年1O月MININGANDMETALLURGICALENGINEERING0ctober2Ol3碳摻雜對黃鐵礦電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)與浮選行為的H一句①于進喜(中國煤炭科工集團北京華宇工程有限公司，北京100120)摘要：采用基于密度泛函理論(OFT)的平面波超軟贗勢方法，研究了理想黃鐵礦的電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)，以及碳摻雜對黃鐵礦電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)的影響。首先對黃鐵礦模型的構(gòu)建與計算方法進行了論述，選取了合適的截斷能與交換關(guān)聯(lián)函數(shù)，最后討論了雜質(zhì)碳取代黃鐵礦中鐵原子后能帶、態(tài)密度以及差分電荷密度的變化。計算結(jié)果表明：碳
2、雜質(zhì)導(dǎo)致黃鐵礦的帶隙變窄；s的3p態(tài)與Fe的3d態(tài)向低能方向發(fā)生偏移，費米能級降低；電荷在空間中的分布發(fā)生變化，電子云重疊程度升高。這些電子結(jié)構(gòu)性質(zhì)的變化必然導(dǎo)致黃鐵礦與藥劑間的電化學反應(yīng)過程發(fā)生改變，進而影響黃鐵礦的浮選行為。關(guān)鍵詞：碳摻雜黃鐵礦；電子結(jié)構(gòu)；浮選；密度泛函理論中圖分類號：TD923文獻標識碼：Adoi：10．3969／j．issn．0253—6099．2013．05．016文章編號：0253—6099(2013)05—0063—05InfluenceofCarbonDopingonElectronicPropertiesa
3、ndFlotationBehaviorofPyriteYUJin—Xi(BeijingHuayuEngineeringCoLtd，ChinaCoalTechnology&EngineeringGroupCorp，Beijing100120，China)Abstract：Electronicstructureofidealpyrite，aswellasitsinfluencebycarbondopingwasstudiedwiththeplane-wavepseudopotentialmethodbasedondensityfunctiona
4、ltheory．Afteranintroductionofconstructionandcalculationmethodofpyritemodel，appropriatecut—ofenergyandanexchange—correlationfunctionwerechosenbyoptimizingthemode1．Finally，changesofenergyband，densityofstatesanddifferencechargedensitycausedbyironatomsinpyritereplacedbyimpurit
5、ycarbonatomswerediscussed．Thecalculationresultsshowthat，C—dopinginpyritenarrowsthebandgap，whileSjlPandFe3dstatesshifttolowerenergyandtheFermileveldeclines．Besides，thespacechargedistributionvariesastheoverlappingefectofelectroncloudintensifies．Thesechangesinevitablyleadtoav
6、ariationintheproceedingofelectrochemicalreactionbetweenpyriteandreagents，therebyafectingtheflotationbehaviorofpyrite．Keywords：carbon—dopedpyrite；electronicstructure；flotation；densityfunctionaltheory自然界中的黃鐵礦往往在晶體中存在有空位缺陷得十分必要。或雜質(zhì)摻雜，偏離黃鐵礦晶體結(jié)構(gòu)的計量整數(shù)比。其幾乎所有的金屬硫化礦都具有半導(dǎo)體的性質(zhì)，而中成煤過
7、程中的伴生黃鐵礦，受其特殊的生長環(huán)境的硫化礦的浮選過程是一個電化學過程，確切的說，是一影響，不可避免的會有碳原子占據(jù)硫或鐵原子的位置，個半導(dǎo)體電化學過程，礦物的半導(dǎo)體性質(zhì)對硫化礦的摻雜在晶體結(jié)構(gòu)中，這會導(dǎo)致煤系黃鐵礦的表面性質(zhì)浮選有重要的影響J。由于礦物晶格中存在雜質(zhì)摻與礦系黃鐵礦有著顯著的區(qū)別，應(yīng)用礦系黃鐵礦表面雜，導(dǎo)致其組成和電子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而改變了硫化性質(zhì)的理論，并不能很好的解釋煤系黃鐵礦在浮選中礦半導(dǎo)體的性質(zhì)，影響藥劑與礦物表面間的吸附行的行為。事實上，煤系與礦系黃鐵礦之間的最大差別為。并且不同的空位缺陷、雜質(zhì)摻雜以及它們在晶在
8、于碳含量以及不同的碳存在形式，煤系黃鐵礦中由格中所占的位置，對黃鐵礦表面性質(zhì)的影響都是不相于存在碳摻雜，導(dǎo)致煤系黃鐵礦的表面性質(zhì)與浮選行同的。為顯著不同。為此，研究煤系黃鐵礦的表
