浸出反应速度和溶质迁移规律是影响低品位硫化矿微生物浸出的两个关键因素，人们在实验室通过细菌改良、添加催化剂、微波助浸和搅拌浸出等手段，在很大程度上提高了微生物对硫化矿物的浸出速度。而在实际生产过程中，现场条件十分复杂，如堆浸地理地形条件复杂、矿石颗粒大小不一、环境温差大、矿堆高度大、渗透性差以及偏析现象等，严重影响溶质迁移规律，导致矿石浸出率和浸出速率低。 论文结合国家重点基础研究发展规划项目(2004CB619206)、国家杰出青年基金项目(50325415)和国家创新群体研究项目(50321402)等项目的部分研究内容，以提高硫化矿生物浸出速度和浸出率为目的，以堆浸过程溶质迁移规律研究为主线，主要开展了以下几个方面的研究内容： (1)系统地进行了浸矿微生物的分类方法、外部形态、生理习性、所属菌属和浸矿特征分析，浸出机理分析。总结了目前主要存在的几种矿物——微生物作用机理，提出了间接——接触间接——直接作用复合作用的观点； (2)探讨了硫化矿浸出动力学及浸出过程溶质迁移模型，系统介绍了溶质在结合水层、固体产物层、颗粒群和矿块中的扩散动力学模型。在传统收缩核模型的基础上，建立了网状结构模型，并将其分为两个阶段，并分别给出了边界条件； (3)将矿堆组成成分划分为四类——矿石颗粒、空气、可动溶液和不可动溶液，探讨了矿堆内溶液渗流规律。通过室内实验，研究了喷淋强度、矿石粒级组成等因素对溶质迁移规律的影响，并以离子型稀土矿为例，分析了影响其渗透性的因素； (4)开展了堆浸过程优先液流的研究工作，并将NaCl作为“矿物”进行相似模拟实验，探明了堆浸过程溶质优先迁移规律； (5)首次进行了优先液流条件下微生物浸出实验研究，初步摸清了其浸出率、溶液pH值、金属离子浓度、矿石颗粒粒级、表面形貌及成分的变化规律。 (6)利用数值分析软件分别对无固体产物层收缩核模型、有固体产物 层收缩核模型、网状结构模型第一阶段、网状结构模型第二阶段、矿石堆浸过程溶质迁移规律和浸出率进行模拟； (7)针对白银公司露天矿废石资源现状，并以德兴铜矿堆浸厂生产实践为例，提出了采用分级筑堆、疏松矿堆、采用催化剂和提高浸矿细菌数量、活性和种类等优化措施。