论文采用Fe²⁺／Fe³⁺的氧化-还原行为以及生长过程溶液电化学参数表征氧化亚铁硫杆菌在9K培养基中的生长特性。详细研究了氧化亚铁硫杆菌的生长代谢机理。认为细菌将Fe²⁺氧化为Fe³⁺后，Fe³⁺发生一系列的水解反应，生成多种多核羟基离子，最终以菌体为成核点形成黄铵铁矾[NH₄Fe₃（SO₄）₂（OH）₆]。T.f菌在9K培养基中最佳生长pH为2～3.5，生长电位在400～800mV范围：指数生长期电位为500～750mV，电导率在8.2×10³～4.5×100³μΩ^-1范围。 在酶催化反应方程及根据氧化亚铁硫杆菌的生长规律而提出三点合理的假定的基础上，推导出氧化亚铁硫杆菌以Fe²⁺作为生长限制基质的生长速度方程微分式和积分式。采用最优化计算方法，对T.f菌的生长速度方程进行了数值解析，求得了饱和常数K、最大生长速度μ_m及其底物浓度S_m。 针对单矿物黄铜矿、斑铜矿，采用原始菌和驯化菌进行了生物提取的基础研究。考察了各种因素对细菌浸出效果的影响以及Ag⁺对黄铜矿和斑铜矿、FeS₂对黄铜矿的催化作用。采用驯化细菌浸出，浸矿细菌能以矿物作为速效能源基质，缩短了生长“迟滞期”，浸出速度比原始细菌浸出有显著提高。基于FeS₂对黄铜矿细菌浸出的显著催化效果，提出了FeS₂对黄铜矿细菌浸出具有“电化学催化作用”的见解。 同时，对德兴低品位铜矿石细菌浸出可浸性、大宝山铜矿石细菌浸出工艺条件进行了初步研究。德兴低品位铜矿石细菌浸出可行性试验研究表明，当接种量为5％，矿浆浓度为10％时浸出效果最好，浸出3周铜浸出率可达33.18％。大宝山铜矿石细菌浸出工艺条件试验研究表明，对于以低品位硫化矿为主的1^#撑矿，当矿浆浓度为10％、浸出液pH 2.0，采用驯化的菌种浸出25天，Cu浸出率可达27.84％；在相同浸出条件下，对于以次生硫化矿为主的2^#矿，浸出10天，Cu浸出率可达77.78％。探索了利用选矿尾矿中的有效成份作为低品位铜矿细菌浸出催化剂的可能性及浸出效果。 论文运用循环伏安、动电位扫描、极化阻力等多种电化学研究方法，首次对黄铜矿和黄铁矿电极在9K培养基介质中无菌及有氧化亚铁硫杆菌条件下的电化学腐蚀特征和电化学动力学进行了系统研究。分别测定了黄铜矿电极和黄铁矿电极在有菌和无菌条件下的阳极过程动力学参数。 摘要 对于黄铜矿电极来说，在无菌酸性体系的腐蚀电位Ecorr为0.258V（vs.scE），腐蚀电流为0.52，A·cm一;在有菌酸性体系Ecorr为0.308v，Icorr为0.64协A·cm一:两种情况下的点蚀电位凡均为0.633v，但有菌时点蚀电流几=0.smA，比无菌时几=0.05mA提高了10倍;无菌时，黄铜矿电极极化阻力Rp=18.28KQ，有菌时凡=16.16KQ;在有菌和无菌两种情况下，阳极T恤介1斜率几乎相等，分别为59.62mV和59.2lmV，但阴极过程的Tafel斜率由无菌时的23.96mV增大到33.60mV。其结果揭示了T.f菌对黄铜矿的溶解具有显著的促进作用。 对于黄铁矿电极来说，在无菌酸性体系的腐蚀电位Ecorr为0.258V，腐蚀电流为0.52协A℃m一;在有菌酸性体系Ecorr为0.308v，Icorr为0.64，A℃m一;两种情况下的点蚀电位凡均为O.704V，但有菌时点蚀电流几=0.58mA，比无菌时几=0.49mA有所提高;无菌时，黄铁矿电极极化阻力凡=54.36 KQ，有菌时凡=5.6 KQ;在有菌和无菌两种情况下，阳极Tafel斜率几乎相等，分别为60.47mV和59.42mV，但阴极过程的T’a fel斜率由无菌时的23.07mV增大到有菌时的31.53mV。结果表明，黄铁矿在无菌酸性体系的电化学极化性质类似于隋性金属。但在T.f菌的存在下黄铁矿的氧化速度得到显著提高。 另外，论文较系统地研究了硫化矿物生物提取的热力学规律。计算了常见硫化物在水溶液中浸出反应的自由能、标准电化学序。对S一HZO系、Fe一s一HZo系、cu一Fe一s一HZo系、主要硫化物E一pH图及热力学进行了分析。其研究结果可为硫化矿物的生物提取工艺条件的选择与控制提供重要的理论依据。