高躍升，高志勇，孫 偉

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螢石表面性質(zhì)各向異性研究及進(jìn)展

高躍升，高志勇，孫 偉

(中南大學(xué) 資源加工與生物工程學(xué)院，長沙 410083)

基于螢石的晶體(表面)結(jié)構(gòu)，研究并總結(jié)表面斷裂鍵性質(zhì)、解理及暴露面性質(zhì)、表面(自由)能、潤濕性、表面電性、吸附性等螢石表面物理化學(xué)性質(zhì)的各向異性，討論螢石晶體結(jié)構(gòu)特征與表面性質(zhì)之間的關(guān)系，分析不同表面性質(zhì)之間的關(guān)聯(lián)。結(jié)果表明：表面斷裂鍵密度和表面能存在正相關(guān)性，表面斷裂鍵密度可準(zhǔn)確預(yù)測螢石的解理和暴露面性質(zhì)，表面離子層結(jié)構(gòu)差異、表面Ca質(zhì)點(diǎn)及其斷裂鍵差異可解釋表面電性、潤濕性、溶解性及吸附性的各向異性。

螢石；表面能；表面斷裂鍵；各向異性；浮選

螢石(CaF2)是化學(xué)元素氟的最主要來源。氟的應(yīng)用領(lǐng)域涵蓋新能源、新材料、國防、光電、冶金、化工等產(chǎn)業(yè)，其作用不可替代。因此，國際上將螢石認(rèn)定為戰(zhàn)略保護(hù)礦物資源[1]。

自然界中，螢石通常與其他含鈣鎂礦物(如方解石、白鎢礦、磷灰石、白云石等)緊密共生，浮選是從這類礦石中分離和回收螢石最主要的方法。浮選是利用不同礦物間表面性質(zhì)差異進(jìn)行分選的物理化學(xué)方法。但是，螢石與這些含鈣鎂脈石礦物皆為半可溶性鹽類礦物，表面活性質(zhì)點(diǎn)相同或相近，表面物理化學(xué)性質(zhì)相似[2]，造成螢石的高效浮選分離和回收存在較大難度。

螢石解理性質(zhì)、表面能、表面電性、潤濕性、表面吸附性等表面物理化學(xué)性質(zhì)的各向異性研究可以更深刻地理解螢石與水溶液及浮選藥劑的作用機(jī)制，對實(shí)現(xiàn)螢石與其他含鈣鎂礦物的高效浮選分離具有重要意義。螢石表面性質(zhì)的各向異性鮮見系統(tǒng)性研究與總結(jié)，因此，本文作者研究并總結(jié)了近年來本課題組及國內(nèi)外關(guān)于螢石表面性質(zhì)各向異性的研究成果。

1 螢石結(jié)構(gòu)

1.1 螢石晶體結(jié)構(gòu)

螢石(CaF2)晶體屬立方晶系，其空間群是3，晶胞常數(shù)為：===0.5463 nm，===90°，=4。螢石的晶胞結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 螢石的晶胞結(jié)構(gòu)(圖中綠色為Ca，淺藍(lán)色為F)

Ca2+與周圍8個(gè)F?離子結(jié)合成八配位，形成Ca?F8立方體。F?與周圍4個(gè)Ca2+離子結(jié)合成4配位，形成正四面體。螢石晶體中只有一種Ca—F化學(xué)鍵類型，Ca—F鍵的鍵長為0.236 nm，Ca—F鍵的離子鍵分?jǐn)?shù)為89.14%[3]。化學(xué)鍵的離子鍵分?jǐn)?shù)大于50%，可認(rèn)為該化學(xué)鍵為離子鍵，因此Ca—F鍵為強(qiáng)離子鍵。

1.2 螢石晶面結(jié)構(gòu)

國內(nèi)外研究較多的螢石晶面為{111}、{110}、{100}和{310}面，4個(gè)晶面的表面結(jié)構(gòu)和原子的鍵合狀態(tài)如圖2所示。

2 螢石表面性質(zhì)的各向異性

2.1 表面斷裂鍵性質(zhì)

礦物表面原子的斷裂鍵性質(zhì)屬于礦物的本征性質(zhì)。研究表明，礦物的表面斷裂鍵性質(zhì)可預(yù)測和驗(yàn)證礦物的解理性質(zhì)和常見的暴露面，預(yù)測表面原子的化學(xué)反應(yīng)活性[4]。

基于圖2所示的螢石各晶面的表面結(jié)構(gòu)和原子鍵合情況，GAO等[5]計(jì)算了螢石不同晶面的表面斷裂鍵情況，結(jié)果如表1所列。由表1可知，螢石4個(gè)晶面表面斷裂鍵密度(單位面積斷裂鍵數(shù))的大小排列依次如下：{100}、{310}、{110}、{111}。

圖2 螢石{111}、{110}、{100}、{310}面的表面結(jié)構(gòu)及原子鍵合情況

表1 螢石各晶面表面斷裂鍵計(jì)算[5]

2.2 解理及暴露面性質(zhì)

礦物晶體在外力作用下嚴(yán)格沿著一定的結(jié)晶方向斷裂，并且形成光滑平面的性質(zhì)稱為解理，這些光滑的平面稱為解理面。在浮選前的破碎和細(xì)磨階段，礦物的解理面一般平行于層間距較大的面及陰陽離子電性中和的面，并且沿礦物晶格內(nèi)化學(xué)鍵強(qiáng)度最弱的方位產(chǎn)生[4]。

螢石{111}面方向，如圖2(a)所示，F(xiàn)??Ca2+?F?電中性離子層(虛線框內(nèi)離子層)依序分布，離子層內(nèi)化學(xué)鍵和靜電力很強(qiáng)，但是層間離子鍵的數(shù)目較少、強(qiáng)度很弱。由表1可知，{111}面表面斷裂鍵密度是4個(gè)晶面中最小的，同時(shí)層間距最大，達(dá)到了0.3147 nm。因此，破碎和細(xì)磨時(shí)，沿{111}面最容易形成解理，{111}面是螢石最常見的解理面和暴露面。圖3所示為螢石純礦物粉末樣的XRD譜，0.3153 nm處對應(yīng)螢石{111}面，此處衍射峰的強(qiáng)度最大，說明{111}面的暴露程度最大，證明沿{111}面最容易產(chǎn)生解理。

圖3 螢石純礦物粉末樣的XRD譜(d為層間距，nm)

螢石{110}面如圖2(b)所示，表面離子層內(nèi)Ca2+與F?以1:2的比例排布，{110}面為電性中和面。表1顯示表面斷裂鍵密度和層間距中等大小，因此{(lán)110}面可能暴露。在圖3中，=0.1929 nm處顯示有較多的{110}面暴露，但是強(qiáng)度弱于{111}面的。

{100}面如圖2(c)所示，Ca2+離子層與F-離子層依次排列，離子層之間化學(xué)鍵和靜電作用較強(qiáng)，表面斷裂鍵密度最大，層間距較小，因此該晶面因解理和斷裂而暴露的概率非常小。圖3中=0.1366 nm處為 {100}面對應(yīng)的微弱衍射峰，可見螢石純礦物粉末樣中該表面的暴露程度遠(yuǎn)小于{111}和{110}面的。

圖2(d)表明，{310}面為電性中和面，單位面積斷裂鍵數(shù)較{100}稍小，但是層間距最小。在圖3中，=0.1929 nm處為{310}面的衍射峰，表明{310}面的暴露程度略強(qiáng)于{100}面的，弱于{110}面的。

SARAVANAN等[6]基于螢石樣品的XRD數(shù)據(jù)，使用最大熵法(MEM)計(jì)算表明，沿螢石[111]方向無電荷密度峰，而在[110]方向距離原點(diǎn)Ca原子1.93 ?處有一個(gè)0.48 e/?3的電荷密度峰，在[100]方向距離原點(diǎn)Ca質(zhì)點(diǎn)1.62 ?處有一個(gè)0.54 e/?3的電荷密度峰。電荷密度峰值越大，表面Ca—F化學(xué)鍵的強(qiáng)度越大，該表面越不容易斷裂。由此推斷，{111}面最容易斷裂，{110}面次之，{100}面較難斷裂。與本課題組基于表面斷裂鍵密度預(yù)測的螢石解理與暴露面吻合。

2.3 表面能性質(zhì)

表面能(等同于解理能)，是指在外力作用下，礦物晶體沿某一晶面方向解理斷裂成兩個(gè)獨(dú)立表面所需的能量，其大小取決于兩個(gè)斷裂表面間原子的相互作用強(qiáng)度。某個(gè)晶面的表面能越小，晶體沿該晶面方向越容易解理，解理形成的表面穩(wěn)定性越高。

國外不同的研究小組計(jì)算了螢石常見晶面的表面能，計(jì)算結(jié)果如表2所列。由表2可知，{111}面的表面能最小，{110}面的次之，{100}和{310}面表面能最大。由此解釋了{(lán)111}面最容易產(chǎn)生解理，是螢石的最常見暴露面，{110}次之，{100}和{310}面較難解理和斷裂。

表2 文獻(xiàn)報(bào)道的螢石各晶面表面能計(jì)算結(jié)果

比較可知，基于表面能數(shù)據(jù)與基于表面斷裂鍵密度預(yù)測的螢石解理性質(zhì)相同，表明表面斷裂鍵密度和表面能存在較強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。利用表1計(jì)算的螢石表面斷裂鍵密度數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)報(bào)道的表面能數(shù)據(jù)作圖，如圖4所示。由圖4可知，螢石表面能與表面斷裂鍵密度呈正比例關(guān)系，隨著表面斷裂鍵密度的增加，表面能增加，決定系數(shù)2大于0.9。表明表面單位面積斷裂鍵數(shù)是影響甚至決定礦物表面能的關(guān)鍵因素。

圖4 螢石表面斷裂鍵密度與表面能之間的關(guān)系[5]

可見表面斷裂鍵密度和表面能皆可以用來判斷礦物表面的穩(wěn)定性和解理性質(zhì)。但是，相比復(fù)雜且耗時(shí)的表面能計(jì)算過程，表面斷裂鍵密度的計(jì)算方法更簡單、更省時(shí)，而且可以作為表面能計(jì)算值相對準(zhǔn)確性的參考因素。

綜上所述，對于螢石礦物，表面斷裂鍵密度越小，表面化學(xué)鍵強(qiáng)度越小，表面能越小，沿該晶面方向越容易產(chǎn)生解理和斷裂。螢石4個(gè)晶面的解理和暴露程度大小順序如下：{111}、{110}、{310}、{100}。

GODINHO等[11]測定了螢石各晶面的溶解速率如表3所列。溶解速率差異首先歸因于晶面的離子排布方式，同時(shí)存在Ca2+和F?離子的晶面({110}和{310}面如圖2所示)溶解較快，而Ca2+和F?離子層依序排布的晶面({100}和{111}面如圖2所示)溶解較慢。其次，離子排布方式相同的晶面，表面能越大，溶解速度越快。如{100}面的表面能較{111}面的大，{100}面溶解更快；{310}面的表面能較{110}面的大，{310}面溶解更快。此外，螢石晶體溶解行為主要是由于溶液的欠飽和狀態(tài)造成的。

表3 螢石各晶面溶解速率[11]

2.4 表面潤濕性

接觸角大小是表征固體表面潤濕性強(qiáng)度的一種方法。不同產(chǎn)地的螢石樣品、不同的樣品制備方法和測試手段，得到的接觸角數(shù)值存在明顯差異如表4所列。

由表4可知，螢石表現(xiàn)出一定的天然疏水性。JANCZUK等[12]研究表明，經(jīng)過110 ℃干燥后測量的螢石接觸角數(shù)值較50 ℃干燥后的接觸角數(shù)值大，表明干燥溫度越高，測得的螢石接觸角越大。而且，螢石表面經(jīng)Ca(OH)2溶液或HF溶液處理后的接觸角較天然螢石的顯著下降，這是由于螢石與極性溶液界面的酸堿分子間作用使螢石表面存在過剩的F-或Ca2+極性離子。由于F-比Ca2+具有更強(qiáng)的水合極性，因此螢石表面經(jīng)HF溶液處理后的接觸角較Ca(OH)2溶液處理后的更小，親水性更強(qiáng)。ZAWALA等[13]研究表明，懸滴法比氣泡捕捉法測得的螢石接觸角大，越接近無色的螢石，疏水性越強(qiáng)。此外，接觸角的測定值與測試水滴直徑的大小以及浮選藥劑濃度有關(guān)[14]。浮選藥劑濃度不同，藥劑分子在螢石表面的排列方式與吸附密度存在差異，一般低濃度下藥劑分子在螢石表面形成單分子吸附層時(shí)，表面接觸角最大，疏水性最強(qiáng)。

表4 文獻(xiàn)中不同測試方法下螢石接觸角測定結(jié)果

de LEEUW等[7]研究表明，水分子主要通過O原子與表面的Ca質(zhì)點(diǎn)發(fā)生化學(xué)作用而在螢石表面吸附，H原子可與礦物表面F原子形成氫鍵。由圖2可知，{111}面上最上層為F?層，Ca質(zhì)點(diǎn)的暴露程度不高，且每個(gè)Ca質(zhì)點(diǎn)只有一個(gè)斷裂鍵，水分子吸附層在 {111}面只有50%的覆蓋度[17]。{100}面最上層為Ca2+層，每個(gè)Ca質(zhì)點(diǎn)具有4個(gè)斷裂鍵，且Ca—Ca間距較大，水分子吸附層能夠100%覆蓋該表面。因此，{100}面較{111}面與水分子的作用更強(qiáng)，水分子在{100}面的覆蓋度更大，{100}面更親水。{310}面上有兩種類型Ca質(zhì)點(diǎn)，分別具有2個(gè)和4個(gè)未飽和鍵，Ca—Ca距離分別為0.544和0.86 nm，因此水分子吸附層可在{310}面形成100%的覆蓋度。de LEEUW等[7]計(jì)算分析表明，單分子水吸附層與{310}面的作用能遠(yuǎn)大于{111}面的，如表5所列。

綜上所述，螢石表面Ca質(zhì)點(diǎn)的斷裂鍵數(shù)(未飽和鍵數(shù))越多，Ca質(zhì)點(diǎn)的反應(yīng)活性越強(qiáng)，與水分子的作用越強(qiáng)，表面親水性越強(qiáng)。

2.5 表面電性

表面電性的影響因素可分為內(nèi)因和外因。內(nèi)因是指螢石表面離子層結(jié)構(gòu)及各向異性等；外因是螢石所處的溶液化學(xué)環(huán)境和測試手段等(AFM、電泳)。

螢石礦物粉末樣的零電點(diǎn)PZC在6.2~10.5之 間[18]，這是由于螢石樣品所處的溶液條件不同造成的。BECRAFT等[19]研究表明，低pH溶液中，過剩的H+使螢石表面帶正電；當(dāng)pH增大至堿性時(shí)，OH?離子在螢石表面形成Ca(OH)2分子層并使螢石表面帶負(fù)電。

螢石的表面電性存在各向異性。在pH=2~11范圍內(nèi)，螢石{100}面帶正電(30mV左右)[15]，{111}面帶負(fù)電(?20 mV左右)[20]，{110}面的等電點(diǎn)在pH為9.2左右[21]，這與3個(gè)晶面的表面結(jié)構(gòu)有關(guān)。在較短的測試時(shí)間內(nèi)，螢石表面很難達(dá)到溶解和解離平衡，因此表面離子層的結(jié)構(gòu)決定其表面電性。{111}面表層為F-層(見圖2(a))，故帶負(fù)電；{100}面表層為Ca2+層(見圖2(c))，故荷正電；而{110}面則同時(shí)存在F-和Ca2+，與螢石粉末樣品的表面電性類似，存在等電點(diǎn)。另外，礦物晶格畸變、點(diǎn)缺陷、晶格取代等也會引起表面電性的變化[22]。

2.6 表面吸附性

油酸(鈉)和十二烷基磺酸鈉(SDS)是螢石浮選較常用的兩種捕收劑，兩種捕收劑在螢石表面的吸附行為一直是礦物加工及相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。

de LEEUW等[7]借助原子模擬，研究了與油酸具有同樣極性羧酸基團(tuán)的甲酸在螢石{110}、{111}、{310}面的吸附行為，發(fā)現(xiàn)吸附方式及吸附能存在各向異性，如表6所列。研究表明，脂肪酸類捕收劑的羧酸基團(tuán)與礦物表面Ca質(zhì)點(diǎn)可形成3種配位方式[23]，分別為單配位(monodentate)、雙配位(bidentate)和橋環(huán)配位(bridged)，如圖5所示。

表6 螢石各晶面Ca質(zhì)點(diǎn)與甲酸的作用方式及作用能[8]

圖5 油酸離子與含鈣礦物表面Ca質(zhì)點(diǎn)作用的3種構(gòu)型示意圖[23]

研究表明，橋環(huán)配位構(gòu)型最穩(wěn)定，雙配位次之，單配位較不穩(wěn)定，且相鄰兩個(gè)Ca質(zhì)點(diǎn)間距超過0.4 nm時(shí)，較難形成橋環(huán)配位。{310}面上相鄰Ca質(zhì)點(diǎn)間距為0.54和0.86 nm，甲酸分子的兩個(gè)O只能與一個(gè)Ca質(zhì)點(diǎn)形成雙配位。{111}面上相鄰Ca質(zhì)點(diǎn)間距為0.385 nm，{110}面上的為0.385和0.544 nm，甲酸與這兩個(gè)表面上相鄰兩個(gè)Ca形成橋環(huán)配位。在{111}面上，由于單位晶胞面積及相鄰Ca質(zhì)點(diǎn)距離較小，一個(gè)甲酸分子需要占據(jù)兩個(gè)單位晶胞的面積范圍，甲酸分子吸附層對該表面的覆蓋度為50%，而對{310}面和{110}面的覆蓋度為100%。

但是，用甲酸代替油酸，忽略了油酸長碳鏈的空間幾何效應(yīng)對羧酸基團(tuán)與表面Ca質(zhì)點(diǎn)的鍵合與配位方式的影響。MIELCZARSKI等[24]研究表明，油酸離子與螢石{111}面上的Ca質(zhì)點(diǎn)形成雙配位構(gòu)型較穩(wěn)定，與de LEEUW等[7]研究得到的甲酸?螢石吸附穩(wěn)定構(gòu)型存在差異。這可能是由于油酸的長疏水碳鏈對其羧酸基團(tuán)與螢石表面Ca質(zhì)點(diǎn)的作用存在一定限制作用，油酸不如甲酸分子那樣可靈活地在礦物表面配位。

RAI等[25]利用分子模擬研究了油酸在螢石{111}面上的自組裝單分子吸附層(SAMs)構(gòu)型，發(fā)現(xiàn)油酸單分子層對螢石表面的覆蓋度為67%，形成的單分子吸附層疏水性強(qiáng)。LU等[26]研究發(fā)現(xiàn)，在形成單分子吸附層之前，油酸離子在螢石表面的吸附密度大于在方解石表面的吸附密度，這與兩種礦物常暴露面Ca2+質(zhì)點(diǎn)密度差異有關(guān)。螢石常暴露面{111}和{100}面上Ca2+質(zhì)點(diǎn)密度分別為12.9和11.1 μmol/m2，而在方解石{104}面上Ca密度僅為8.24 μmol/m2，表面Ca質(zhì)點(diǎn)密度越大，油酸的吸附密度越大。因此，油酸作用下螢石的浮選效果優(yōu)于方解石的。此外，螢石表面結(jié)構(gòu)存在缺陷時(shí)有利于吸附層的形成[24]。

MIELCZARSKI等[27]發(fā)現(xiàn)，油酸單分子層在螢石表面吸收峰為1536 cm?1和1575 cm?1，分別對應(yīng)雙配位和單配位的吸附形式。當(dāng)溶液呈酸性時(shí)，螢石表面吸附油酸分子層；當(dāng)溶液呈堿性時(shí)，螢石表面吸附沉淀的油酸鈣層，吸附速度更快，覆蓋度更大。MIELCZARSKI等[28]還發(fā)現(xiàn)，油酸在螢石表面的吸附是一個(gè)動態(tài)過程，吸附行為受油酸濃度的影響。當(dāng)濃度低于1×10?5mol/L時(shí)，油酸分子在螢石表面形成不超過1個(gè)統(tǒng)計(jì)單分子吸附層；當(dāng)濃度為1×10?5~ 1×10?4mol/L時(shí)，動態(tài)性最突出，油酸分子先形成核心，接著往三維方向發(fā)展長大，形成厚度達(dá)到20個(gè)單分子層；當(dāng)濃度超過1×10?4mol/L時(shí)，油酸分子在溶液中形成膠束，吸附行為較弱。SREEDEVI等[29]計(jì)算不同濃度油酸吸附后螢石表面能的變化。隨著油酸濃度增加，螢石表面活性Ca2+與油酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成油酸鈣沉淀，同時(shí)吸附造成表面Ca2+的減少，表面正電性減弱，螢石等電點(diǎn)隨之降低。

GONZáLEZ-MARTíN等[30]測算表明，天然螢石的表面能極性分量為8.09 mJ/m2，SDS吸附后螢石的表面能極性分量為2.00 mJ/m2。表明表面活性劑主要在螢石表面的活性質(zhì)點(diǎn)上(主要是Ca質(zhì)點(diǎn))發(fā)生吸附。BECRAFT等[31]運(yùn)用和頻共振光譜(SFVS)觀察研究表明，SDS濃度為3.5×10?4mol/L時(shí)，螢石表面形成SDS單分子吸附層；當(dāng)濃度為3.5×10?4~1×10?3mol/L時(shí)，同時(shí)存在單分子和雙分子吸附層；當(dāng)濃度超過1×10?3mol/L時(shí)，以雙層吸附為主。

此外，張英等[32]基于密度泛函理論研究發(fā)現(xiàn)，水化體系中聚丙烯酸鈉在螢石最常見暴露面{111}的吸附能為?293.29 kJ/mol，而在白鎢礦{111}面和方解石常暴露面{104}面的吸附能分別是?133.57和?178.54 kJ/mol?？赏茰y，聚丙烯酸鈉對螢石的抑制效果最強(qiáng)，方解石的次之，白鎢礦的最弱，與浮選試驗(yàn)結(jié)果一致。可見研究礦物的最常見暴露面性質(zhì)，可更好地指導(dǎo)浮選藥劑的選擇和設(shè)計(jì)，更準(zhǔn)確地解釋浮選機(jī)理。

3 結(jié)論

1) 螢石各晶面的表面原子排布方式及表面斷裂鍵性質(zhì)存在各向異性。螢石表面斷裂鍵密度與表面能呈正比例關(guān)系，且決定系數(shù)2接近1，表明表面斷裂鍵密度是影響表面能的關(guān)鍵因素。

2) 表面斷裂鍵密度可用來預(yù)測礦物的解理性質(zhì)和常見暴露面。螢石表面斷裂鍵密度越小，表面能越小，沿該晶面越容易產(chǎn)生解離和斷裂。螢石沿{111}面最容易解理，沿{110}面次之，{111}面是螢石最常見暴露面。

3) 表面斷裂鍵密度與表面能影響表面潤濕性、吸附性。表面斷裂鍵密度越大，表面能越大，表面溶解性越強(qiáng)，表面親水性越強(qiáng)。此外，制樣方法、測試溫度、測試方法對螢石潤濕性的測試結(jié)果影響較大。

4) 螢石表面電性的各向異性與表面原子的排布方式有關(guān)。此外，溶液化學(xué)環(huán)境和測試手段(AFM、電泳)也會影響表面電性的測試結(jié)果。

5) 螢石表面的Ca活性質(zhì)點(diǎn)密度、Ca質(zhì)點(diǎn)的斷裂鍵數(shù)、相鄰Ca質(zhì)點(diǎn)間距等差異影響浮選藥劑在表面的吸附行為，礦物常見暴露面的性質(zhì)可代表礦物的性質(zhì)，可深入研究。此外，溶液pH、藥劑濃度等也對吸附過程有較大影響。

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(編輯 王 超)

A review of anisotropic surface properties of fluorite

GAO Yue-sheng, GAO Zhi-yong, SUN Wei

(School of Minerals Processing and Bioengineering, Central South University, Changsha 410083, China)

The research progress on anisotropic surface physicochemical properties of fluorite, including surface broken bonds, cleavage nature, surface (free) energy, surface charge, wettability and adsorption behavior, was reviewed in this work based on the crystal (surface) structure of fluorite. The relationships between crystal structure and surface properties were discussed, and the correlations among these surface properties were discussed. The results show that the positive relation between surface broken bonds density and surface energy of fluorite is found, and the former can be used to predict the cleavage nature and the commonly exposed surfaces. The surface Ca distribution feature and its broken (or unsaturated) bonds number can be used to explain the anisotropic surface charging properties, wettability, dissolution and adsorption behavior of fluorite.

fluorite; surface energy; surface broken bonds; anisotropy; flotation

Project(2015CX005) supported by Innovation Driven Plan of Central South University, China; Project (51404300) supported by National Natural Science Foundation of China; Project(2015M570689) supported by China Postdoctoral Science Foundation; Project(2015JJ3141) supported by Hunan Provincial Natural Science Foundation, China

2015-07-09; Accepted date: 2015-12-09

GAO Zhi-yong; Tel: +86-731-88830623; E-mail: zhiyong.gao@csu.edu.cn

1004-0609(2016)02-0415-08

TD923

A

中南大學(xué)“創(chuàng)新驅(qū)動計(jì)劃”項(xiàng)目（2015CX005）；國家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（51404300）；中國博士后科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2015M570689）；湖南省自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目（2015JJ3141）

2015-07-09；

2015-12-09

高志勇，講師，博士；電話：0731-88830623；E-mail: zhiyong.gao@csu.edu.cn