[发明专利]一种快速确定金属硫化矿典型晶面的方法

说明书

本发明公开一种快速确定金属硫化矿典型晶面的方法，包括如下步骤：根据矿物XRD标准图谱和实际样品XRD图谱确定矿物可能存在的晶面；通过建模软件建立矿物晶胞模型，再基于未优化的晶胞模型建立所有可能存在的晶面模型；统计各晶面面积与断裂键数量，计算各晶面的断键密度；根据断键密度大小确定矿物各晶面的解理顺序。本发明通过采用矿物各晶面断键密度取代表面能计算确定矿物各晶面解理顺序，将繁琐的软件模拟计算过程转变成简单的数学计算过程，操作简单，省时省力，可靠性高；本发明基于XRD图谱提供的晶面信息，通过计算断键密度为典型晶面的选择提供理论依据；本发明方法无需使用软件进行模拟计算，节省大量人力物力，提高计算效率。

技术领域

本发明涉及选矿技术领域，尤其涉及一种快速确定金属硫化矿典型晶面的方法。

背景技术

在金属硫化矿浮选流程中，利用第一性原理或分子动力学模拟计算可以很好地揭示矿物表面与药剂的作用机理，有利于更好地理解金属硫化矿的浮选过程，提高目的矿物的选矿指标。其中，第一性原理或分子动力学模拟计算都是对矿物晶面性质的计算，而矿物的表面性质是其各晶面性质的综合体现，因此如何选择适当的晶面进行计算至关重要。

虽然已有研究者对单一或多个晶面性质及其与药剂的作用机理进行了研究，但并未给出明确的晶面选择依据。矿物在破碎过程中各晶面并非均匀解理，而是会沿某些晶面优先解理，破碎后的细颗粒矿物中这些晶面出现的概率会越大，这些出现概率大、或者说占据更多表面积的晶面自然也就越具代表性，即这些晶面就是典型晶面。由于这些典型晶面占据了矿物颗粒更多的表面积，研究这些典型晶面可以帮助我们更清楚地解理矿物的表面性质。因此，只有将矿物的各晶面性质与其解理顺序结合起来，才能较好地体现矿物表面与药剂的作用机理。

通常，矿物各晶面的解理顺序可根据表面能计算结果进行排序，矿物更容易沿表面能小的晶面解理，即表面能小的晶面暴露面积更大，更具有代表性。但是，计算矿物各晶面表面能的流程过于复杂，通常需要经过建立矿物晶胞、几何优化晶胞、切割晶面、几何优化晶面、能量计算等步骤，才能计算出各晶面的表面能，耗费大量的计算时间。

矿物破碎解理过程的实质是矿物内部各种键的断裂，进而暴露出不同晶面。因此，可以根据单位面积上键断裂的数量，即断键密度，确定矿物各晶面的解理顺序。虽然有研究表明晶面的断键密度与其表面能成正比，可以使用断键密度代替表面能考察矿物晶面性质，但并未给出这些晶面的选择依据，即这些晶面是否为典型晶面并不清楚。在模拟领域，需要选取晶面去计算其与溶液之间的反应。现有论文或专利中并未提及如何选择晶面，大多是基于最基本的(001)、(100)等基础晶面指数的晶面去执行计算的。因此，如何选择最具代表性/典型晶面至关重要。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种快速确定金属硫化矿典型晶面的方法，用以解决现有技术中金属硫化物典型晶面的确定过程较为繁琐的技术问题。

本发明提供一种快速确定金属硫化矿典型晶面的方法，包括如下步骤：

S1：根据矿物XRD标准图谱和实际样品XRD图谱确定矿物可能存在的晶面；

S2：通过建模软件建立矿物晶胞模型，再基于未优化的晶胞模型建立所有可能存在的晶面模型；

S3：统计各晶面面积与断裂键数量，计算各晶面的断键密度；

S4：根据断键密度大小确定矿物各晶面的解理顺序。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

本发明通过采用矿物各晶面断键密度取代表面能计算确定矿物各晶面解理顺序，将繁琐的软件模拟计算过程转变成简单的数学计算过程，操作简单，省时省力，可靠性高；

本发明基于XRD图谱提供的晶面信息，通过计算断键密度为典型晶面的选择提供理论依据；

本发明方法无需使用软件进行模拟计算，节省大量人力物力，提高计算效率。