[发明专利]一种关于浮选捕收剂对红柱石捕收性能的评价方法

说明书

技术领域

本发明属于浮选捕收剂技术领域。具体涉及一种关于浮选捕收剂对红柱石捕收性能的评价方法。

背景技术

量子力学是20世纪最重要的科学发现之一。在量子力学基础上发展起来的理论物理、量子化学及相关的计算，为我们开辟了通向微观世界的又一个途径。长期以来，在研究浮选剂及其作用时，人们多采用以实验方法为主，理论分析为辅的方式进行。例如，20世纪70年代以前多采用测量纯矿物颗粒表面吸附浮选剂前后的溶液浓度变化、吸附速率、吸附强度、吸附量和吸附热等，用以推断药剂吸附性质，研究其作用机理。

随着表面分析技术的发展，诸如红外、色谱、ICP(等离子体光谱)、质谱、紫外、探针、ESCA、俄歇及电镜等测试手段被用于研究浮选剂及其作用机理，已有不少实例证明可解决许多浮选疑难问题。但是对于许多矿物浮选剂，由于组分的复杂性，要探明这类药剂的结构及其作用机理，单靠仪器分析，工作量和难度都很大，甚至不可能进行。

20世纪70年代末，一些研究者开始应用量子化学理论，如推广的休克尔分子轨道法(EHMO)和全略微分重叠法(CNDO)研究浮选过程吸附体系的吸附成键特性，取得了一定的效果，从而将矿物浮选化学引入从理论上推断和解释吸附后生成物的成键特性阶段，使人们不仅得以从理论上认识吸附体系成键的微观规律，而且还可以在药剂合成之前应用分子量子力学的方法对一系列先导化合物进行理论计算，得出一系列与之有关的性能参数，用来预测药剂分子的基本结构、构型和活性基团，并估计药剂作用的性质和本质，然后根据这些理论计算结果，指导新药剂的设计、改造和合成。因此，把实验分析方法同理论分析方法结合起来研究药剂作用机理，标志着浮选机理研究已从定性转向定量、从宏观转向微观发展的新阶段。

量子化学是物理化学中应用量子力学基本原理和方法在分子和电子水平讨论化学问题的分支学科。所谓的化学问题从静态看主要是结构与性能关系的探讨；从动态看主要涉及分子间的相互作用与相互反应等。矿物浮选的问题从本质上来说也是这两方面的问题。量子化学就其内容可分为基础理论、计算方法和应用三大部分。这三者之间相辅相成，其中计算方法是基础理论与实际应用之间的桥梁。

对矿物晶体结构的认识是从根本上对矿物进行充分和合理开发利用的基础。近十几年来，国内外矿物加工工作者应用现代仪器分析技术在矿物的结构方面做了大量的工作，量子化学计算作为一种理论工具和方法也开始在研究中得以应用并取得了一些研究成果。但是这些研究都是大多采用半经验方法进行量子化学计算的结果。

在量子化学计算中，分子的能量和其他相关性质是通过解薛定谔方程得到的。不过对于太大的体系来说，准确求解薛定谔方程是不太可能的。各类电子结构方法的不同主要表现在求解薛定谔方程所做的近似上。

半经验方法特点是用来自实验的数据简化薛定谔方程的求解计算。一般情况下，半经验方法只能对分子提供定性的描述，在参数和所要研究的体系比较适合的情况下，可以对分子提供比较准确的定量描述。而从头算方法因为没有由实验数据确定的参数，只使用以下几个物理常数：光速，电子和核的电荷，质量和普朗克常数。

迄今为止，矿物浮选捕收剂的筛选仍然主要通过浮选实验。但是，由于实验条件不一致，实验体系繁多，不同实验室对同一种浮选捕收剂的性能评价往往存在明显差异。另外实验方法繁琐、费时、费力，造成人力、财力的浪费。

发明内容

本发明的目的是克服上述的技术缺陷，目的是提供一种简单合理、容易操作、成本低、具有实用价值的关于浮选捕收剂对红柱石捕收性能的评价方法。

为实现上述目的，本发明采用的评价方法如下述步骤：

第一步、建立红柱石晶体的结构模型。选择红柱石晶体结构的一个最小单元-单位晶胞作为计算模型，对其化学性质进行量子化学计算；针对红柱石的晶体结构是在三维空间内有规律重复排列的性质，依照红柱石晶体的晶胞参数(a，b，c，α，β，γ)，采用Material Studio 4.2程序建立待研究的红柱石结构模型；再运用Chemdraw 2004程序将红柱石结构模型转换为“**.GJF”文件。

所述的依照红柱石晶体的晶胞参数(a，b，c，α，β，γ)是指从美国矿物晶体结构数据库(American Mineralogist Crystal Structure Database)里查找到的数据，该数据库的数据是通过衍射分析得到的。