锂辉石是锂矿物的一种,属单斜晶系的链状硅酸盐矿物,是目前世界上开采利用的主要锂矿物资源之一。锂辉石受矿石性质、开发难度、选矿工艺等因素制约,其加工成本一直居高不下、综合经济效益较差,导致其整体利用水平不高。为此研究锂辉石的晶体结构以进一步的了解锂辉石的性质,促进氧化矿和硅酸盐矿物的浮选理论。矿物的可浮性与晶体内部电子结构的性质密切相关。矿物晶体内部的化学组成、化学键、晶体结构等性质不同都会影响矿物自身的可浮性,因此本文对锂辉石的浮选进行了晶体结构的研究。本文运用量子化学理论,计算了锂辉石的能带结构、态密度、Mulliken布居、差分电荷密度以及前线轨道进行了研究,并讨论了锂辉石的晶体结构与其可浮性之间的关系。另外对锂辉石的主要解离面(110)表面进行了能带结构和态密度的分析。对常见脉石矿物石英进行了优化和分析,对含常见杂质锂辉石进行了模拟,分析了杂质对锂辉石浮选的影响。同时,运用计算机模拟捕收剂在锂辉石表面的作用能,并借助锂辉石纯矿物浮选结果进行了验证。锂辉石电子结构研究表明,其费米能级附近的态密度主要是氧的轨道贡献,所以氧最活跃,很容易与水中的H+键合成大量羟基,使得锂辉石在较大的pH值范围内带负电,零电点较低,造成锂辉石较易用阳离子捕收剂十二胺浮选,而难以用阴离子捕收剂油酸钠浮选。另外锂辉石前线轨道计算表明锂辉石与油酸钠作用的前线轨道能量|△E1|为3.301eV,与十二胺作用的前线轨道能量|△E2|为2.846eV,按照前线轨道理论,说明十二胺浮选锂辉石的效果比油酸钠更好,这与锂辉石浮选理论结果一致。运用量子化学也分析了石英的电子结构,石英中的氧原子与锂辉石中的氧原子布居值相近,键长也相近,推测出锂辉石浮选抑制石英的必要性。杂质的存在增强了捕收剂与锂辉石之间的作用,铬、锰和铁杂质与氧原子形成的键,都表现出共价键的性质,同时使氧原子所带负电荷减少,与油酸钠和十二胺的作用能|△E|值都减小了,前线轨道结果表明含铬、铁杂质锂辉石用十二胺捕收效果好,但是,含锰杂质的锂辉石用油酸钠捕收效果更好。运用分子模拟理论,采用Forcite模块计算了锂辉石(110)表面分别与十二胺、油酸钠作用前后能量,锂辉石与十二胺作用后的体系总能量为-11.1694kcal/mol,与油酸钠的作用后的体系总能量是-8.8331kcal/mol,锂辉石与十二胺的作用后能量低于与油酸钠,所以,锂辉石在十二胺浮选体系中有更好的可浮性。纯矿物锂辉石的浮选试验,验证了锂辉石更易用十二胺浮选。