确定金属硫化矿亲疏水性的方法、系统、装置及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法、系统、装置及计算机可读存储介质，所述方法包括以下步骤：根据矿物的晶格参数，构建矿物的晶胞模型，在晶胞模型上切割出晶面，根据晶面构建相应的晶面模型，根据晶面模型构建超胞模型；根据超胞模型构建水分子模型，根据超胞模型及水分子模型得到水

【技术实现步骤摘要】
确定金属硫化矿亲疏水性的方法、系统、装置及存储介质


[0001]本专利技术涉及金属硫化矿
，尤其涉及一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法、系统、装置及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]金属硫化矿是一类重要的金属赋存矿物，铜、铅、锌、镍、钼等金属多以硫化矿形式存在，如世界上70％的铜资源赋存于黄铜矿中，86％的镍资源赋存于硫化镍矿中，99％的金属钼产自辉钼矿等。由于金属硫化矿常与黄铁矿、石英、长石等杂质矿物伴生，通常需要采用浮选的方法对目的矿物进行选择性富集。而浮选作业是利用矿物之间的可浮性差异进行选择性分离。因此，矿物亲疏水性变得至关重要。
[0003]为了更好地探究矿物亲疏水性及水与矿物表面的作用机理，有研究者通过密度泛函理论对单个水分子及一层水分子与矿物表面的作用进行了研究。但是密度泛函理论只能计算包含数百个原子的较小模型的反应，无法真实地体现大量水分子与矿物间的实际作用，从而无法准确确定矿物的亲疏水性。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，有必要提供一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法、系统、装置及计算机可读存储介质，用以解决现有技术中无法准确确定矿物亲疏水性的问题。
[0005]本专利技术提供一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法，包括以下步骤：
[0006]根据矿物的晶格参数，构建矿物的晶胞模型，在晶胞模型上切割出晶面，根据所述晶面构建相应的晶面模型，根据所述晶面模型构建超胞模型；
[0007]根据超胞模型构建水分子模型，根据超胞模型及水分子模型得到水/>‑
矿物晶面模型，对水
‑
矿物晶面模型进行动力学计算，获取最终平衡模型；
[0008]对所述超胞模型、水分子模型及最终平衡模型进行能量计算，得到超胞模型、水分子模型及最终平衡模型的能量，根据所述超胞模型、水分子模型及最终平衡模型的能量获取单位面积上矿物晶面与水分子发生反应的吸附能，根据所述吸附能确定矿物的亲疏水性。
[0009]进一步地，在晶胞模型上切割出晶面，具体包括：在交换关联泛函为广义梯度近似的PW91梯度修正条件下选择最优的截断能、k点取值对所述晶胞模型进行优化，得到优化后的晶胞模型，在优化后的晶胞模型上切割出晶面。
[0010]进一步地，根据所述晶面构建相应的晶面模型，具体包括：根据所述晶面，在晶胞模型对应坐标系中c轴方向上设置一定数值的真空层，构建相应的晶面模型。
[0011]进一步地，根据所述晶面模型构建超胞模型，具体包括：选择最优截断能、k点取值对晶面模型中晶面进行几何优化，得到弛豫后的晶面，根据弛豫后的晶面构建超胞模型。
[0012]进一步地，对水
‑
矿物晶面模型进行动力学计算，获取最终平衡模型，具体包括：水
‑
矿物晶面模型进行NVE系统及NVT系统的动力学计算，模拟水与矿物晶面之间的相互作
用，得到水分子与矿物晶面发生作用后的最终平衡模型。
[0013]进一步地，根据所述超胞模型、水分子模型及最终平衡模型的能量获取单位面积上矿物晶面与水分子发生反应的吸附能，具体包括：
[0014]根据所述超胞模型、水分子模型、最终平衡模型的能量及吸附能计算公式获取单位面积上矿物晶面与水分子发生反应的吸附能，所述吸附能计算公式为E
吸附
＝(E
平衡
‑
E
晶面
‑
E
水分子
)/S，其中，E
吸附
为单位面积上矿物晶面与水分子发生反应的吸附能，E
平衡
为最终平衡模型的能量，E
晶面
为超胞模型的能量，E
水分子
为水分子模型的能量，S为超胞模型的面积。
[0015]进一步地，根据所述吸附能确定矿物的亲疏水性，具体包括：若吸附能为正值，正值越大矿物晶面的疏水性越强，若吸附能为负值，负值越大矿物晶面的亲水性越强。
[0016]本专利技术还提供了一种确定金属硫化矿亲疏水性的系统，包括超胞模型构建模块、水分子及平衡模型构建模块和亲疏水性确定模块；
[0017]所述超胞模型构建模块，用于根据矿物的晶格参数，构建矿物的晶胞模型，在晶胞模型上切割出晶面，根据所述晶面构建相应的晶面模型，根据所述晶面模型构建超胞模型；
[0018]所述水分子及平衡模型构建模块，用于根据超胞模型构建水分子模型，根据超胞模型及水分子模型得到水
‑
矿物晶面模型，对水
‑
矿物晶面模型进行动力学计算，获取最终平衡模型；
[0019]所述亲疏水性确定模块，用于对所述超胞模型、水分子模型及最终平衡模型进行能量计算，得到相应能量，根据所述相应能量获取单位面积上矿物晶面与水分子发生反应的吸附能，根据所述吸附能确定矿物的亲疏水性。
[0020]本专利技术还提供了一种确定金属硫化矿亲疏水性的装置，包括处理器以及存储器，所述存储器上存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的确定金属硫化矿亲疏水性的方法。
[0021]本专利技术还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机该程序被处理器执行时，实现如上述任一技术方案所述的确定金属硫化矿亲疏水性的方法。
[0022]与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：通过根据矿物的晶格参数，构建矿物的晶胞模型，在晶胞模型上切割出晶面，根据所述晶面构建相应的晶面模型，根据所述晶面模型构建超胞模型；根据超胞模型构建水分子模型，根据超胞模型及水分子模型得到水
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矿物晶面模型，对水
‑
矿物晶面模型进行动力学计算，获取最终平衡模型；对所述超胞模型、水分子模型及最终平衡模型进行能量计算，得到相应能量，根据所述相应能量获取单位面积上矿物晶面与水分子发生反应的吸附能，根据所述吸附能确定矿物的亲疏水性；可以真实地体现水与矿物间的实际作用，从而准确确定矿物的亲疏水性。
附图说明
[0023]图1为本专利技术提供的确定金属硫化矿亲疏水性的方法一实施例的流程示意图；
[0024]图2为本专利技术提供的确定金属硫化矿亲疏水性的系统一实施例的结构框图。
具体实施方式
[0025]下面结合附图来具体描述本专利技术的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并
与本专利技术的实施例一起用于阐释本专利技术的原理，并非用于限定本专利技术的范围。
[0026]本专利技术提供了一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法，其中一实施例流程示意图如图1所示，在本实施例中，所述确定金属硫化矿亲疏水性的方法包括以下步骤：
[0027]S1、根据矿物的晶格参数，构建矿物的晶胞模型，在晶胞模型上切割出晶面，根据所述晶面构建相应的晶面模型，根据所述晶面模型构建超胞模型；
[0028]S2、根据超胞模型构建水分子模型，根据超胞模型及水分子模型得到水
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矿物晶面模型，对水
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矿物晶面模型进行动力学计算，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法，其特征在于，包括以下步骤：根据矿物的晶格参数，构建矿物的晶胞模型，在晶胞模型上切割出晶面，根据所述晶面构建相应的晶面模型，根据所述晶面模型构建超胞模型；根据超胞模型构建水分子模型，根据超胞模型及水分子模型得到水
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矿物晶面模型，对水
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矿物晶面模型进行动力学计算，获取最终平衡模型；对所述超胞模型、水分子模型及最终平衡模型进行能量计算，得到超胞模型、水分子模型及最终平衡模型的能量，根据所述超胞模型、水分子模型及最终平衡模型的能量获取单位面积上矿物晶面与水分子发生反应的吸附能，根据所述吸附能确定矿物的亲疏水性。2.根据权利要求1所述的一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法，其特征在于，在晶胞模型上切割出晶面，具体包括：在交换关联泛函为广义梯度近似的PW91梯度修正条件下选择最优的截断能、k点取值对所述晶胞模型进行优化，得到优化后的晶胞模型，在优化后的晶胞模型上切割出晶面。3.根据权利要求1所述的一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法，其特征在于，根据所述晶面构建相应的晶面模型，具体包括：根据所述晶面，并在晶胞模型对应坐标系中c轴方向上设置一定数值的真空层，构建相应的晶面模型。4.根据权利要求1所述的一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法，其特征在于，根据所述晶面模型构建超胞模型，具体包括：选择最优的截断能、k点取值对晶面模型中晶面进行几何优化，得到弛豫后的晶面，根据弛豫后的晶面构建超胞模型。5.根据权利要求1所述的一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法，其特征在于，对水
‑
矿物晶面模型进行动力学计算，获取最终平衡模型，具体包括：水
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矿物晶面模型进行NVE系统及NVT系统的动力学计算，模拟水与矿物晶面之间的相互作用，得到水分子与矿物晶面发生作用后的最终平衡模型。6.根据权利要求1所述的一种确定金属硫化矿亲疏水性的方法，其特征在于，根据所述超胞模型、水分子模型及最终平衡模型的能量获取单位面积上矿物晶面与水分子发生反应的吸附能，具体包括：根据所述超胞模型、水分子模型、最终平衡模型的能量及吸附能计算公式获取单位面积上矿物晶面与水分子发生...

【专利技术属性】
技术研发人员：李育彪，魏桢伦，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：