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铌资源是一种非常重要的国家战略资源,它不仅广泛利用在航天航空制造工业、钢铁冶炼行业、电子工业和原子能的技术开发,而且在大型建筑船舶制造业、石油化工、交通运输等国民经济各个重要部门扮演着重要的角色。铌属于一种珍贵的贵金属。铌具有一些独特性能,包含耐腐蚀性强、熔点高、具有超导性、吸气性良好等。由于目前我国铌资源提取技术较为落后,我国发展所需的铌资源大部分需要依靠从国外进口,因此我们必须合理、充分的对含铌矿物与其伴生矿物进行研究。本研究将以白云鄂博地区微细粒铌矿物为对象,从微细粒包覆难选的这一关键问题出发,采用Zeta电位分布测量等电化学方法并辅以FTIR、SEM、EDS和接触角测量等表征手段,探索在难免离子存在下,矿浆pH、Zeta电位及捕收剂等因素变化时,微细粒铌矿物(铌铁矿和铌钙矿)及其主要伴生矿物间交互作用影响机制及对浮选的影响;进行浮选电化学动力学的基础理论研究,揭示不同条件下微细粒铌矿物及其伴生矿物在浮选行为上的微观差异,掌控微细粒铌矿物与伴生矿物分离的条件和影响因素;同时辅以量子化学计算分析铌矿物表面活性质点与药剂作用状况来揭示铌矿物吸附药剂的作用机理,为微细粒铌矿物高效浮选分离奠定理论基础。本文进一步探究微细粒铌矿物矿石的化学性质和矿物组成,矿石中主要铌矿物的产出特征、赋存状态以及伴生矿物的赋存形式,矿石中矿物的嵌布特征、嵌布粒度以及单体解离度等,为后续研究提供支撑。分别研究铌铁矿/赤铁矿/萤石/重晶石;铌钙矿/褐铁矿/萤石/白云石两个体系,在难免离子(Ca2+、Fe2+和Mg2+等)存在下,矿浆pH、Zeta电位和浮选药剂(双膦酸或异羟肟酸)等变化对矿物表面吸附产物组成的影响,考查难免离子敏感度,探明其浮选行为。利用Zeta电位分布测量法分别研究铌铁矿/赤铁矿/萤石/重晶石;铌钙矿/褐铁矿/萤石/白云石两个体系,阐明不同条件下这些微细粒铌矿物与其共生矿物交互作用的差异性及与其可浮性的关系。本文以量子化学计算求得一些判断药剂电子密度、形式电荷和反应性指数等的理论指数,预测药剂分子的反应活性位点和反应活性大小。此外通过计算优化铌矿物表面,获得矿物表面电子结构性质,进行矿物表面和药剂分子的吸附模拟。对铌矿物及其脉石矿物的分析实验条件进行优选,主要考虑水杨羟肟酸/双膦酸的用量,矿浆pH,难免离子、zeta电位这四个主要因素的变量对矿物表面吸附产物组成的影响,考查难免离子敏感度,探明其浮选行为。通过对铌矿物及其脉石矿物表面的接触角性能的测量,可以看出矿物的疏水性与亲水性;而对铌矿物及其脉石矿物表面的Zeta电位的测量,可以看出矿物的分散性的好坏;浮选分离实验可以直观的看出铌矿物与脉石矿物的分离效果;量子化学计算利用DFT(密度泛函理论)分析了浮选剂分子的前线轨道能量、电荷分布、偶极距等量化参数,预测出两种浮选剂反应活性和作用位点。