相山铀矿是我国集选矿水冶为一体、开采量最大的铀矿山。该矿山矿石矿性复杂,粘土矿物含量高。目前采用常规搅拌水冶方法处理高品位的铀矿石生产成本高,经济效益较差;采用渗滤浸出方法处理中低品位铀矿石面临细粒矿石造成的板结、泥化、渗透能力下降。论文开展了微生物堆浸和微生物搅拌浸出的研究,初步探讨微生物浸铀过程中的作用机理。研究加深了对微生物浸铀过程中的作用和特性的了解,较好地解决了浸铀过程中酸耗高、易板结和浸出周期长的问题,获取了微生物浸铀的工艺流程和参数,可为相山这一类铀矿山的微生物浸铀工业应用提供参考依据,进一步丰富了我国采铀技术和采铀理论。主要的研究内容与获取的结果为:相山矿田铀矿石物质组成研究发现,铀矿物形式主要以钛铀矿、沥青铀矿为主,难浸原生铀矿物钛铀矿占铀矿物一半左右。铀矿物常与黄铁矿伴生,被黄铁矿、萤石半包裹或在其边缘。矿石含有较多的磷灰石、伊利石等产泥和粘土矿物,易产生板结。此外,矿石化学组分S与铀存在正相关关系,表明铀矿石与黄铁矿关系密切。研究认为相山铀矿石物质组成适合于生物浸出技术的应用。通过柱浸扩大试验研究,研发一套微生物堆浸工艺技术,优化了工艺参数,分析了影响微生物浸铀的主要因素。研究发现微生物柱浸过程中耗酸主要在酸化预浸阶段,耗酸量受总量控制、不受淋浸方式影响,铀矿石六价铀在试验初期被优先浸出,耗酸物质的存在影响浸铀效果,酸化预浸初期较高酸度对铀的细菌浸出有促进作用。研究表明细菌对铀的浸出比酸浸具有更好的效果,翻柱工艺是解决生物浸铀过程浸出不匀的重要方法。研发的工艺技术基本解决矿石板结问题,使矿石酸耗为6.8%,铀浸出率90%,浸出周期126天。较为系统地开展相山铀矿石微生物搅拌浸出研究。通过一系列的细粒矿石生物搅拌浸出试验,建立了一套细粒铀矿石浸出的工艺技术。获取了细粒矿石生物搅拌浸出的工艺参数:酸化酸度30-60g/L,酸耗8%-15%,液固比2.5:1-5:1,初始三价铁浓度7g/L-10g/L,铀在生物作用下的最佳浸出时间10小时。通过微生物串联搅拌试验研究,表明串联方式可以提高铀浸出率,三槽串联可使浸出率91%以上,浸出周期20小时。研究还表明浸出体系中Eh、Fe3+、Fe2+和Fe3+/Fe2+比值等是影响浸铀的主要因素。初步探讨了微生物浸铀机理。根据细菌浸铀过程的特点和热力学原理,提出和绘制了细菌-FeS2-U-H20体系的电位-pH图,对细菌浸出铀的作用过程进行分析,借助热力学原理阐明了细菌浸矿作用以间接作用为主。计算矿石中耗酸矿物耗酸量和阐明了浸矿过程中的耗酸机理。通过浸出过程过程矿石化学组分变化的研究,证明了铀的浸出与黄铁矿的浸出关系密切,黄铁矿的浸出有利于铀矿石的浸出,生物浸出铀是细菌间接作用的结果。总之,本文根据相山铀矿石物质组成特征,针对相山铀矿石破碎过程中产生的粗粒和细粒矿石,分别开展微生物柱（堆）浸和微生物搅拌浸出工艺试验,并系统地开展了微生物搅拌浸出试验研究。论文创新性地提出了细菌-FeS2-U-H20体系电位-pH图,为深入讨论微生物作用机理提供了新的方法论。