中等嗜热菌多为兼性自养菌,能耐受更高的温度、具有坚固的细胞壁结构,具有比中温菌、嗜热古细菌更优越的生物学特性。本文采用驯化后高效的嗜热氧化硫化物磺杆菌S. thermosulfidooxidans、嗜酸氧化亚铁硫杆菌A.ferrooxidans为浸出试验用细菌。考察温度、溶液pH、Cu2+离子浓度对S. thermosulfidooxidans的生长及Fe2+氧化活性的影响,并考察了S. thermosulfidooxidans对硫的氧化活性。在此基础上,比较了S. thermosulfidooxidans与A.ferrooxidans浸出黄铜矿性能的差异,同时考察了影响浸出过程的各因素的作用。针对黑龙江多宝山硫化铜矿进行了细菌摇瓶浸出试验和小型柱浸试验研究,考察S. thermosulfidooxidans浸出硫化铜矿的优越性。最后借助扫描电镜(SEM)、X—衍射(XRD)等分析测试技术探讨S. thermosulfidooxidans对黄铜矿的氧化溶解机理。S. thermosulfidooxidans生长行为研究表明,适宜的温度、培养基pH是细菌生长繁殖所必需的客观条件,本试验中适于细菌生长的最佳条件为：温度50℃、溶液pH为1.6,在此条件下细菌的Fe2+氧化活性最高,不适宜的温度、培养基pH对细菌的氧化活性具有强烈的抑制作用；S. thermosulfidooxidans对Cu2+的耐受度高于A.ferrooxidans,细菌在Cu2+浓度为2g/L时仍保持较高的氧化活性,这性质有利于细菌更好地适应高浓度的硫化铜浸出环境。研究还表明,S. thermosulfidooxidans具有优异的硫氧化活性。黄铜矿的晶体结构性质决定其氧化溶解的行为。半导体电化学分析认为,黄铜矿溶解最初是空穴转移,接着是电子转移,分两步进行。细菌的存在使溶液中的Fe2+氧化为Fe3+,溶液电位上升,溶液中空穴数量增加,转移速度加快,加剧黄铜矿的氧化溶解反应。利用Cu-Fe-S-H2O系的Eh-pH图,分析黄铜矿浸出过程。黄铜矿分解过程中有中间产物Cu5Fe4、CuS、Cu2S的生成,可能存在CuFeS2→CuS→Cu2+或CuFeS2→Cu5FeS4→Cu2S→CuS→Cu2+的变化过程,Fe2+比Cu2+优先溶解,在实际浸出体系中,可能有硫元素的存在,Fe3+可能主要以铁的氢氧化物沉淀的形式存在。S. thermosulfidooxidans浸出黄铜矿试验研究表明S. thermosulfidooxidans适应能力强,比A.ferrooxidans对黄铜矿具有更优越的浸出性能。摇瓶试验结果表明,S. thermosulfidooxidans浸出30天,铜浸出率高达92.53%,而A.ferrooxidans浸出30天,铜浸出率只有52.36%。S.thermosulfidooxidans浸出黄铜矿的条件试验表明,最适合的粒度为为-0.038mm,最佳pH值为1.6,最适宜矿浆浓度为2%,细菌接种量为5%。S. thermosulfidooxidans在最佳条件下浸出黄铜矿,铜浸出率最高。S. thermosulfidooxidans浸出硫化铜矿的试验研究表明,浸出前期,铜的浸出率呈线性增长；浸出后期,由于矿石表面形成黄钾铁矾或元素硫的阻碍层,铜的浸出速率变慢。摇瓶浸出30天,铜浸出率达到93.12%;小型柱浸70天,铜的浸出率达55.27%。S. thermosulfidooxidans浸出硫化铜矿在低电位下进行,浸出过程溶液的电位保持在400-430mV。黄铜矿的浸出前后表面的SEM图表明,无菌时的化学氧化发生在晶格缺陷点或裂缝处,有菌时,黄铜矿的表面受到了严重的腐蚀。S. thermosulfidooxidans浸出黄铜矿过程中,既存在细菌的直接作用又存在细菌的间接作用,细菌以黄铜矿作为能源,浸出过程体系的电位维持在较低的水平,而低电位浸出黄铜矿时,由于电子的转移或Fe2+的还原作用,黄铜矿会转化成为辉铜矿、铜兰等容易被细菌氧化浸出的次生硫化铜矿,因此,浸出体系保持低电位有利于黄铜矿的细菌浸出。浸渣的SEM图及X—射线衍射(XRD)分析结果表明, S. thermosulfidooxidans、A.ferrooxidans浸出黄铜矿,表面都受到了不同程度的腐蚀,且在表面形成一层覆盖层。S. thermosulfidooxidans浸出后,黄铜矿表面生成的覆盖层为黄钾铁矾和元素硫；A.ferrooxidans浸出后,黄铜矿表面生成的覆盖层为元素硫。