近年来，随着矿产资源的不断开发，溶浸采矿逐渐成为开采低品位铜、金、铀矿石的主要方法。但由于矿堆渗透性差、浸矿菌活性低、浸出液难以有效收集等一系列问题，导致实际生产中，矿石浸出效果并不理想。论文以向微生物柱浸体系中加入表面活性剂的方式，以提高最终浸出效率为目的，开展了浸矿细菌增殖规律、浸出率随时间的变化规律等研究，并分析了表面活性剂对矿柱孔隙演化的影响及其提高浸出效果的机理。主要研究内容如下：

（1）开展了浸矿菌富集培养与驯化转代实验。以从紫金山浸矿堆原液中提取的氧化亚铁硫杆菌为原始菌种，利用9K液体培养基进行浸矿菌的富集培养与驯化转代实验，以得到细菌活性高、浸矿能力强的菌种。其中驯化第四代浸矿菌在摇瓶体系浸矿96h后，最终浸出率达27.8%。

（2）开展了矿石浸出最佳粒级配比的筛选实验。以矿石粒级分维度1.5，2.0，2.5为标准分为三个实验组进行柱浸实验，得到浸出效果最好的实验柱体矿石颗粒粒级配比。在柱浸30d后，粒级分维度为2.0的实验组最终浸出率更高，达47.88%。

（3）开展了表面活性剂与微生物耦合浸矿实验。向三组实验组中分别添加不同类型的表面活性剂，并设置对照组，开展柱浸实验。分析了加入表面活性剂后浸矿菌增殖规律、浸矿液pH变化规律、浸矿液表面张力变化规律以及浸出率变化规律。其中加入阴离子表面活性剂的实验A组浸矿效果最好，在柱浸60d后最终浸出率达56.63%。

（3）探究了表面活性剂对柱浸体系孔隙演化规律的影响。利用CT技术，结合MATLAB数学软件，从矿柱纵向与横向分别分析其孔隙演化规律，以及矿柱塌落与孔隙演化之间的关系。最终得出表面活性剂的加入使得矿柱塌落程度更高，孔隙率提升也更大的结论。

（4）探究了表面活性剂强化矿石浸出的机理。从吸附作用的角度，分别探究了表面活性剂对矿石湿润性能的改善、对矿柱内固液作用的促进以及对浸矿液渗流的增强作用。并通过对摇瓶与柱浸两种不同浸矿方式浸矿动力学的分析，得出了表面活性剂提高浸出效果的主要方式。