滑石表面多糖类抑制剂作用机理的密度泛函理论和分子动力学研究

作     者：陆夏羿 吴志强 陈建华 陈晔 LU Xiayi;WU Zhiqiang;CHEN Jianhua;CHEN Ye

作者机构：广西大学资源环境与材料学院省部共建特色金属材料与组合结构全寿命安全国家重点实验室广西高校矿物工程重点实验室广西南宁530004 矿物加工科学与技术国家重点实验室北京100160 

出 版 物：《中南大学学报(自然科学版)》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2024年第55卷第12期

页      面：4431-4441页

核心收录：

学科分类：081902[工学-矿物加工工程] 0819[工学-矿业工程] 08[工学] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52174246) 矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金资助项目(BGRIMM-KJSKL-2024-03) 

主　　题：滑石 多糖类抑制剂 密度泛函理论 分子动力学 氢键 

摘      要：通过密度泛函理论(DFT)计算、分子动力学(MD)模拟以及浮选试验,研究普鲁兰多糖、羧甲基纤维素、羧甲基壳聚糖、羧甲基瓜尔胶这4种抑制剂与滑石表面作用机制,考察抑制剂对滑石亲疏水性的影响。研究结果表明:在浮选试验中,普鲁兰多糖对滑石纯矿物及高滑石铜硫矿都表现出了良好的抑制效果,当普鲁兰多糖用量为400 g/t时,滑石纯矿物的回收率为15.43%、铜硫矿的滑石回收率为11.24%。羧甲基壳聚糖和普鲁兰多糖的HOMO轨道与滑石的LUMO轨道之间的能量差值较小,电子容易发生转移;同时,普鲁兰多糖在滑石表面的吸附是通过羟基与滑石表面氧原子成键实现的;多糖类抑制剂与水分子之间存在氢键,通过吸附在滑石表面形成亲水层,从而降低滑石的可浮性;与其他3种抑制剂相比,普鲁兰多糖亲水性更强,只有普鲁兰多糖和羧甲基壳聚糖体系的水分子会在药剂表面大量吸附,其中,普鲁兰多糖对水分子的吸引力最强;普鲁兰多糖体系水分子扩散程度最小;氢键分析显示普鲁兰多糖与水形成的氢键平均键长最短、键角最大、稳定性最好。