随着浅部铜矿资源的日益减少，矿山生物堆浸这一成本低、污染小、可靠性高的冶炼技术逐渐被国内外矿山所采用。本文针对硫化铜矿生物堆浸周期长、效率低等问题，探究通风强化对生物浸出的影响，通过实验室柱浸实验、16SrDNA 高通量测序技术和数值模拟等手段，初步得出生物浸出过程中浸出体系 pH 值、含氧量、氧化还原电位、细菌浓度、目标金属离子浓度以及细菌群落结构随时间的变化规律，基于以上分析结果，本文开展的工作取得的成果如下：

（1）开展了细菌培养生长活性实验。探究了不同通风强度下细菌在培养过程中的浓度变化规律，初步分析了通风强度与培养液溶氧量、pH值、Fe+浓度变化的关系。结果表明，当通风强度高于 40L/h时，培养液溶氧量和细菌稳定浓度均达到最大值，分别为 7.3 mg/L、3.4×107个/mL。

（2）开展了硫化铜矿生物柱浸实验。通过自行设计组装的生物柱浸实验装置，探究了不同通风强度下浸出液各理化指标、目标金属离子浓度、细菌浓度以及矿柱孔隙率变化情况，并对浸矿渣进行了物相成分分析。结果表明，相比于自然通风条件，通风能够提高浸出体系含氧量，降低其 pH 值，加速 Fe3+生成使细菌提前进入指数生长期，同时提高提矿堆底部孔隙率，使溶液更易渗透至底部，从而达到加速浸出反应进程的目的。最终，相比于自然通风条件，当通风强度分别为20L/h、70 L/h、120L/h和170L/h时，铜浸出率分别提高了71.36%、73.68%、79.35%、81.48%、81.70%。

（3）对硫化铜生物柱浸实验的浸出富液进行了 16SrDNA 扩增子测序分析。通过对比分析各组实验样品 OTU 数量和各主要菌种的相对丰度变化，发现通风能够显著改变堆内细菌群落结构。通风带来的氧气使浸出体系内部氧气充足，各菌种保持了良好的生长发育水平，相比于自然通风条件，通风条件下的OTU 数量更高。在整个浸出过程中，嗜酸菌和嗜温菌始终是优势菌种，且通风能够显著提高嗜酸菌的群落占比。相比于自然通风，通风条件下的矿堆内部嗜酸菌占比平均能够提高 2.29 %、4.43 %。

（4）开展了不同通风强度下的硫化铜矿生物堆浸数值模拟。采用 COMSOL Multiphysics模拟软件模拟了矿山实际生产条件下的堆浸过程，探索了不同通风条件下堆内氧气浓度、温度、细菌浓度和目标金属离子浸出率的分布规律。