随着黄金资源不断开采,金品位逐渐下降,低品位难处理金矿逐渐成为黄金生产的重要来源。因难处理金矿采用传统选冶方式难以高效回收,同时传统氰化法面临着环保、酸碱转化等问题。基于此,本论文以新疆某低品位含砷难处理金矿为研究对象,开展了生物预氧化—硫脲浸金机理及工艺研究,为实际工业应用提供了理论指导。本论文采用实验室保存的菌种进行驯化培养,获得适宜处理该矿石的高效菌1株,最佳培养条件为:培养温度30℃、pH值1.5～1.8、培养周期15 d。该低品位金矿经细菌预氧化处理后,As的氧化率可达80.32%,S的氧化率可达41.04%。针对预氧化渣,考察了硫脲浸金过程中温度、硫脲浓度、pH值、液固比、搅拌速度等因素对金浸出率的影响,得到了最优浸出条件:温度25℃、硫脲浓度25 kg/t、pH值1.5、液固比5:1、搅拌速度350 r/min,此时金的浸出率达到97.84%。基于缩核模型,得到了硫脲浸金过程活化能及各因素管理关系,建立了半经验动力学方程。探讨了在实际生产中对硫脲分解产生影响的几种主要因素,得到了影响硫脲分解最重要的因素之一是Fe3+浓度,并从机理上解释了硫脲分解的原因。同时根据缩核模型,建立了酸性条件下硫脲分解半经验动力学方程。模拟工业体系,开展了柱浸实验,为下一步工程化应用提供指导。预氧化pH值1.5～1.8,周期60 d;预氧化渣采用硫脲浸出,浸出pH值1.5,浸出30 d,浸出率88.39%,硫脲用量5.26 kg/t。为进一步降低硫脲耗量,对含有硫脲的浸出液进行循环利用。采用含硫脲的浸出液按前述最优条件浸出,金浸出率为79.74%,表明硫脲在一定程度上可实现循环利用。以实验结果为基础,深入研究了硫脲浸金机理,查明硫脲浓度是影响硫脲酸性条件下浸出的主要因素。该过程活化能为12.116 kJ/mol,表明通过升温来提高金浸出率的效果有限,硫脲浓度的关联指数更高,对浸出过程影响最大。并探讨了硫脲分解机理,查明Fe3+浓度是影响硫脲在不同条件下分解主要影响因素,同时建立了动力学模型。Fe3+浓度相比于细菌接种量以及水质的关联指数更高,对硫脲分解过程影响最大。基于传统氰化工艺造成的环境等方面的污染与破坏,及其在工业实际应用中影响金浸出率的问题,如:酸碱转化过程后形成二次包裹、上一批次矿石残留碱在下一批次矿石进行酸平衡时额外消耗大量酸等,采用生物预氧化—硫脲浸金联合工艺可有效解决上述难题,是一种环保、高效的浸金工艺,本论文研究结果为下一步大规模产业应用提供了坚实理论基础。