方铅矿的浮选过程是一个电化学过程,晶格缺陷的存在严重影响了它的表面性质、浮选药剂分子的吸附及电化学行为。由于天然方铅矿里时常混入银、铋和锌等杂质,使其表现出不同的可浮性。本文采用基于第一性原理的密度泛函理论从理论上研究了晶格缺陷对方铅矿表面性质、氧化、捕收和抑制的影响,建立了药剂分子与含杂质方铅矿作用的吸附模型。采用化学沉淀法合成了掺杂方铅矿,考察了银、铋、铜、锑、锌及锰等六种杂质对方铅矿浮选行为和抑制行为的影响,采用微量热法研究了杂质对方铅矿表面吸附黄药热力学和动力学的影响,建立了杂质方铅矿表面吸附药剂动力学模型。采用循环伏安法测试了杂质对方铅矿氧化、捕收和抑制电化学行为的影响,建立了晶格缺陷对方铅矿浮选影响的电化学模型。主要结果如下：(1)晶格缺陷对方铅矿(100)表面性质的影响。硫空位改变了方铅矿的半导体类型,增强了方铅矿表面的导电性；而铅空位没有改变方铅矿的半导体类型。杂质原子与周围硫原子的共价键均比理想方铅矿表面的铅原子强,与理想方铅矿表面相比,含银、锌及铜杂质没有改变方铅矿的半导体类型,态密度分布也没有很大的变化,但是在含银和含铜杂质方铅矿表面,Ag的4d及Cu的3d轨道都穿越了费米能级,且带隙不明显,这使得方铅矿表面的导电性及反应活性增强。含铋、锑及锰杂质则改变了方铅矿的半导体类型,态密度分布也发生很大的变化,整体态密度向低能方向移动,并且在费米能级处产生了新的态密度峰,使得这些含杂质表面反应活性比理想表面更高。(2)晶格缺陷对方铅矿(100)表面吸附氧分子的影响。氧分子以两个氧原子对着方铅矿表面的两个硫原子,化学吸附在方铅矿表面；氧分子在硫空位表面吸附后不发生解离,在理想方铅矿、铅空位及含6种杂质方铅矿表面都发生了解离。除含锰杂质外,空位和其余5种杂质缺陷均使氧分子在方铅矿表面的吸附增强。(3)晶格缺陷对方铅矿(100)表面吸附捕收剂分子的影响黄药、硫氮和黑药分子在理想方铅矿表面的吸附构型都是以两个硫原子对着表面穴位对角线上的两个铅原子进行吸附。除了硫氮分子在铅空位上不吸附外,三种捕收剂在理想方铅矿及含晶格缺陷表面均发生了化学吸附。与理想方铅矿表面相比,空位与六种杂质缺陷均可促进黄药在方铅矿表面的吸附；除铜杂质削弱黑药在方铅矿表面的吸附外,空位和其余杂质缺陷都促进了黑药的吸附；铅空位与六种杂质缺陷都增强了硫氮分子在方铅矿表面的吸附。(4)晶格缺陷对方铅矿(100)表面吸附抑制剂分子的影响。氢氧根中的氧原子与方铅矿表面的铅原子成键,化学吸附在方铅矿的表面上；羟基钙基团则以钙原子吸附在穴位与硫原子成键后,化学吸附在方铅矿的表面上。铅空位非常有利于羟基钙的吸附,而硫空位则不利于其吸附；铅、硫空位均有利于氢氧根的吸附；银和锰杂质使氢氧化钠对方铅矿的抑制减弱,而铋、锑、铜和锌杂质有利于氢氧化钠吸附；锌杂质对石灰的抑制作用影响不大,但银、铜、铋、锑和锰杂质将使石灰对方铅矿的抑制增强,银和铜杂质增强得最显著。硫氢根基团通过硫原子与方铅矿表面的铅原子成键,化学吸附在方铅矿表面上。铅空位使硫化钠的抑制作用减弱,而硫空位则起增强作用。杂质缺陷都增强硫化钠对方铅矿的抑制,其中锑、铋和锰增强得非常显著。铬酸根基团通过两个单键氧分别与方铅矿表面键位上的铅、硫原子成键,化学吸附在方铅矿表面上。氧化后的表面更有利于铬酸根的吸附。铅、硫空位对铬酸根在方铅矿表面的吸附影响不大,银、锌、铜三种杂质不利于铬酸根的吸附,而锰、锑和铋则可以促进铬酸根的吸附。(5)杂质对人工合成方铅矿浮选行为和黄药吸附热动力学参数的影响。合成了六种含杂质方铅矿,研究了杂质对方铅矿可浮性的影响,并测定了黄药在不同杂质方铅矿表面吸附的热力学和动力学参数。结果表明,银、铋杂质能够显著促进方铅矿的浮选回收率,锌、锑、锰和铜杂质降低了方铅矿的浮选回收率,其中锌杂质尤为显著。微量热动力学结果表明：黄药在含杂质方铅矿上的微量吸附热与浮选回收率成正比。黄药在含银或含铋方铅矿表面的吸附热和反应速率系数均比较大,对应的浮选回收率也高,而含铜或含锑方铅矿的吸附热和速率系数均比较小,对应的浮选回收率较低。通过分析黄药在方铅矿表面的不饱吸附热(△H)和在杂质原子上的吸附能计算值(△G),拟合出它们的关系式。(6)杂质对方铅矿浮选电化学行为的影响合成的掺杂方铅矿具有较好的电化学活性。通过红外光谱和循环伏安曲线法确定了纯方铅矿及含杂质方铅矿与黄药作用的产物。杂质对方铅矿浮选电化学行为影响与浮选实验及模拟计算结果规律一致。由循环伏安曲线可知氢氧化钙对掺杂方铅矿的抑制作用比氢氧化钠的强。银和铋杂质能明显促进黄药与方铅矿的电化学反应,锌、锰、锑及铜等杂质则抑制了黄药的电化学反应。在石灰介质中银杂质促进了黄药在方铅矿表面的氧化分解,从而降低了方铅矿的可浮性,而锑及锌杂质则阻碍了黄药与方铅矿的电化学反应,降低了黄药吸附量。硫化钠对方铅矿的抑制作用主要是电化学抑制和竞争吸附,其中电化学因素起主要作用。在硫化钠介质中,掺杂方铅矿与黄药作用的电化学吸附反应都受到了抑制,含锑、铜及银方铅矿与黄药作用生成金属盐的电化学反应受影响较大,而含锰和含锌方铅矿则受影响较小。