ZnS掺杂Fe²⁺电子结构第一性原理计算及对矿物浸出的影响

凡杰^1,2，谢刚^1,2，田林^2,3，俞小花¹，王冰冰^1,2，王品杰¹

1. 昆明理工大学冶金与能源工程学院2. 昆明理工大学省部共建复杂有色金属资源清洁利用国家重点实验室3. 昆明理工大学共伴生有色金属资源加压湿法冶金技术国家重点试验室

摘 要：采用基于密度泛函理论（DFT）的第一性原理平面波超软赝势方法,计算了闪锌矿结构在纯净ZnS和掺杂Fe²⁺后ZnS的晶体结构和电子结构,分析了掺杂Fe²⁺对ZnS晶体的能带结构、电子态密度的影响,并进行布局分析。计算分析结果表明:掺杂体系费米能级附近的电子态密度主要来源于Fe 3d态电子的贡献;S原子上失电子作用增强,结果是加快Zn-S键解体。在酸性体系中,ZnS通过化学和电化学2种方法溶解,在杂质铁含量较低时主要是以化学方式为主,随着杂质铁含量提高（铁含量<20%）,电化学溶解作用增强,2种方式共同促进硫化锌矿物的溶解,提高锌的浸出效率。

关键词：掺杂Fe²⁺;第一性原理;能级;态密度;催化;