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辉铜矿的氧化分成两步进行,第一步溶解的中间产物为难溶的铜蓝物质,并形成表面硫钝化现象,导致第二步反应速率较慢,不利于辉铜矿的高效浸出。目前关于辉铜矿生物浸出过程钝化反应机理及消除机制研究尚无定论。因此,采用电化学方法对辉铜矿氧化机理开展研究对消除辉铜生物浸出过程钝化效应、实现辉铜矿高效生物浸出具有重要意义。本论文对辉铜矿实际矿物开展了生物浸出实验,研究了生物浸出过程钝化机理,采用循环伏安法、稳态极化法等电化学方法研究了辉铜矿在混合菌和无菌体系中的氧化机理,采用Tafel法、交流阻抗法和恒电位阶跃法研究了辉铜矿氧化过程的动力学,考察了细菌、体系pH和温度对辉铜矿电化学行为的影响。辉铜矿氧化过程主要产物为CuS,氧化过程生成难溶的含S的中间产物,进入浸出后期,中间产物逐渐转化为(Sn2-)和(SO42-),其中(Sn2-)是主要的钝化物质,说明辉铜矿的氧化过程是一个生成多硫化物的途径,符合间接作用机理。从浸出前期到后期,有菌体系中(S2-)比例明显低于无菌体系,(S22-)和(S0)等非钝化还原态含S物质比例变化不大,(Sn2-)比例持续上升,浸出后期渣样中占含S物质组成比例超过20%。升温后有菌和无菌体系浸出渣中钝化物(Sn2-)都大幅减少,有菌浸出后期渣样中(Sn2-)占含S物质组成比例不足1%,(SO42-)占87.3%,溶液电位约为0.4 V(vsAg/AgCl,下同),此时细菌活性较低,表明升温可以消除辉铜矿表面钝化效应,促进辉铜矿浸出后期的溶解,该反应为化学反应,细菌的影响较小。对辉铜矿实际矿物前期进行常温浸出,后期采用升温浸出可以获得80.28%的铜浸出率。高通量分析显示浸出前期Leptospirillum sp.成为菌群中的优势菌属,占菌群结构的69.53%;浸出后期,Acidthiobacillus sp.成为菌群中的优势菌属,占菌群结构的81.83%,调控浸出体系条件使之更适于Acidthiobacillus sp.的生长,有利于降低辉铜矿表面钝化效应,促进辉铜矿的溶解。循环伏安实验表明,有菌体系电流密度大于无菌体系,辉铜矿稳态极化曲线中活性溶解电位区间(0.236 V～0.933 V)宽于无菌体系(0.230 V～0.659 V),表明细菌对辉铜矿的氧化具有明显的促进作用。有菌和无菌体系电位高于0.230 V时,辉铜矿氧化生成含S的中间产物,S最终被氧化生成(SO42-)。降低体系pH或升高反应体系温度,辉铜矿的腐蚀电位和腐蚀电流增大,极化阻力减小,辉铜矿的电化学腐蚀速率加快。pH主要影响辉铜矿第一步氧化反应,温度对辉铜矿第二步氧化反应影响显著。