本文针对黄铜矿微生物浸出速率慢,浸出过程中易产生钝化层等问题,开展了黄铜矿浸出及过程机理研究。分别采用中等嗜热菌和极端嗜热菌浸出黄铜矿精矿,考察了微生物种类、初始pH、矿浆浓度、黄铜矿粒度和温度等因素对铜浸出率的影响。采用中等嗜热菌浸出黄铜矿,浸出时间为42天时,铜浸出率为65.35%；采用极端嗜热菌浸出黄铜矿,浸出时间为30天时,铜浸出率为98.40%。分析了黄铜矿在嗜热菌浸出过程中的固体产物变化。试验结果表明：中等嗜热菌和极端嗜热菌促进了黄铜矿的浸出；提高浸出温度,可以显著提高黄铜矿的铜浸出速率；黄钾铁矾阻碍黄铜矿的浸出；在无菌体系、中等嗜热菌体系和极端嗜热菌体系下黄铜矿浸出的固体产物均为Fe203、CuS、S0和黄钾铁矾。为了探究极端嗜热菌能显著提高黄铜矿的铜浸出率的原因,论文进行了黄铜矿在极端嗜热菌和无菌体系的开路电位实验和Tafel实验。测定了黄铜矿在极端嗜热菌体系和无菌体系下的电化学参数。在温度为343K,pH为2.00的条件下,无菌体系中,黄铜矿电极的开路电位为0.530V；在极端嗜热菌体系中,黄铜矿电极的开路电位为0.574V。黄铜矿电极的开路电位在极端嗜热菌体系比在无菌体系高0.044V,有可能是吸附在黄铜矿电极表面的胞外聚合物含有高浓度的Fe3+离子浓度,导致开路电位升高。在343K,pH为2.00的条件下,无菌体系下黄铜矿电极的腐蚀电位为0.287V,腐蚀电流密度为9.39×10-3A·m-2；极端嗜热菌体系下黄铜矿电极的腐蚀电位为0.320V,腐蚀电流密度为1.55×10-2A·m-2；极端嗜热菌体系下黄铜矿电极的腐蚀电位比无菌体系的腐蚀电位高0.033V,极端嗜热菌体系下黄铜矿电极的腐蚀电流密度比无菌体系的腐蚀电流密度大6.11×10-3A·m-2,有可能是极端嗜热菌在黄铜矿表面形成胞外聚合物,使黄铜矿表面形成了氧浓差电池和离子差电池,促进了黄铜矿的腐蚀过程。实验结果表明：极端嗜热菌能提高黄铜矿的铜浸出速率。为了探索氧化还原电位对黄铜矿浸出的影响,研究黄铜矿浸出过程的钝化机制。论文在极端嗜热菌和无菌体系下进行了黄铜矿浸出的交流阻抗谱实验。实验结果表明：在0.350V至0.850V范围内,升高电极电位有利于黄铜矿的电化学反应,但当电极电位在0.450V至0.650V范围内时,升高电极电位会显著增加扩散阻抗,从而降低黄铜矿的浸出速率。通过分析发现,在0.350V至0.450V范围内,黄铜矿可能发生氧化反应,并生成CuS、S0和Fe2+,随着电极电位升高,扩散阻抗增加缓慢,说明CuS和s0对黄铜矿的浸出影响不明显；在0.450V至0.650V范围内,黄铜矿可能发生氧化反应,并生成Fe2O3、CuO和S0,随着电极电位升高,扩散阻抗迅速增加,说明Fe2O3和S0可能是黄铜矿的钝化层；在0.650V至0.850V范围内,随着电极电位的升高,扩散阻抗降低,说明黄铜矿可能发生激烈的氧化反应,导致黄铜矿的钝化层被击穿。在0.350V至0.450V的电位范围内,由于S0对黄铜矿的浸出影响不明显,可以推测在0.450V至0.650V的电位范围内,S0对黄铜矿的浸出影响也不明显,因此Fe203可能是黄铜矿的钝化层。结合黄铜矿的浸出产物、循环伏安实验和热力学计算,本文研究了黄铜矿在浸出过程可能发生的电化学反应,发现黄铜矿在低电极电位和高电极电位的电化学反应不相同；结合分析得出的黄铜矿浸出的电化学反应,绘制了CuFeS2-H2O体系在298K、318K和343K下不同离子活度的电位-pH图：对电位-pH图中物质的稳定性进行了分析；初步探讨了中等嗜热菌和极端嗜热菌在最优条件下浸出黄铜矿的固体产物稳定性。在中等嗜热菌浸出黄铜矿的最优条件下,浸出前,S0、CuS和Fe2O3/Fe(OH)3不能稳定存在；浸出42天后,S0和CuS不能稳定存在,Fe2O3/Fe(OH)3在pH>2.01的范围内能稳定存在。在极端嗜热菌浸出黄铜矿的最优条件下,浸出前,S0、CuS和Fe2O3/Fe(OH)3不能稳定存在；浸出30天后,S0和CuS不能稳定存在,Fe2O3/Fe(OH)3在pH>2.48的范围内能稳定存在。实验结果表明：黄铜矿在低电极电位和高电极电位的电化学反应不相同,Fe2O3/Fe(OH)3可能是黄铜矿浸出的钝化层。综上所述,中等嗜热菌和极端嗜热菌促进了黄铜矿的浸出,温度升高可提高黄铜矿的铜浸出率,黄铜矿在低电极电位和高电极电位的电化学反应不相同,黄钾铁矾和Fe2O3/Fe(OH)3可能是黄铜矿浸出过程的钝化层。根据上述实验结果,本文提出三种方法来提高黄铜矿的铜浸出率。该研究成果为选择黄铜矿的嗜热菌浸出工艺条件提供重要的理论依据。