黄铁矿是地壳中含量最丰富的硫化矿物，共生于各种有色金属矿床，其不受控氧化会产生矿山酸性废水，难处理金矿中黄铁矿氧化程度决定了金的提取率，因此黄铁矿的氧化调控是有色金属冶金和矿山酸性废水治理的关键。目前学界普遍通过“接触/非接触作用”解释微生物对硫化矿物浸出的作用。由溶液中Fe3+主导的“非接触作用”已被证实，但是“接触作用”所提出的吸附微生物通过胞外聚合物（EPS）富集Fe3+直接促进硫化物浸出的假说无确凿证据，“接触作用”的实质与贡献是生物冶金领域的研究热点之一。本文基于对Fe3+形态的研究，明晰了微生物表面Fe3+的形态，阐明了微生物“接触作用”的机制及吸附微生物能否直接促进黄铁矿氧化这一科学问题，并通过添加配位离子改变溶液中Fe3+形态和微生物活性，调控了黄铁矿生物氧化。本论文主要研究内容和结论如下：（1）针对“接触作用”中浸矿微生物EPS可以络合并富集Fe3+的假说，研究了酸性条件下EPS中官能团状态及Fe3+形态，揭示EPS无显著络合Fe3+能力。利用红外光谱及X射线光电子能谱查明EPS中主要官能团为羧基、膦酰基、巯基和氨基，结合酸碱滴定发现以上四个基团在pH<4时绝大部分为质子化状态，根据特异位点络合模型说明官能团不能络合Fe3+。研究结果不支持EPS通过络合富集Fe3+提高微生物与黄铁矿接触界面电位从而促进黄铁矿浸出的猜想。（2）通过研究典型浸矿微生物A. ferrooxidans对Fe2+及Fe3+的吸附，发现了EPS不能通过物理吸附选择性富集Fe3+。红外光谱和酸碱滴定发现硫酸亚铁、单质硫、黄铁矿为能源培养的三种A. ferrooxidans菌体EPS中官能团种类相近但含量略有差异。Langmuir等温吸附曲线表明，三种菌体对Fe2+的最大吸附量均大于对Fe3+的最大吸附量。等温滴定微量热结果显示微生物与Fe3+作用的放热量仅为与Fe2+作用放热量的20%左右。研究结果证明了微生物EPS不能通过物理吸附富集Fe3+。（3）通过固定浸出溶液电位，即恒定“非接触作用”，揭示了“接触作用”对黄铁矿氧化的贡献。无论有无吸附微生物溶液氧化还原电位都是黄铁矿氧化的最关键影响因素。微生物种群分析显示，浸渣表面硫氧化细菌占据主导，占比是溶液中的6-10倍。利用X射线光电子能谱及高效液相色谱表征了浸渣表面硫物种和含量，结果显示，无吸附微生物条件下浸渣表面单质硫含量是微生物存在时的3.6倍以上。恒定电位下，硫氧化菌对黄铁矿氧化的贡献是促进硫中间产物的氧化。综合以上研究可以得出吸附微生物不能通过富集Fe3+直接促进黄铁矿氧化，其中的硫氧化菌通过氧化单质硫间接促进黄铁矿氧化，吸附的铁氧化菌通过再生Fe3+提高溶液电位促进黄铁矿氧化，溶液中的Fe3+是黄铁矿最主要的氧化剂。（4）通过热力学计算结合浸出动力学分析，证实Cl-通过络合改变了浸出液中Fe3+形态从而促进了黄铁矿的氧化。硫酸铁浸出体系中Fe3+多以FeSO4+状态存在，加入Cl-与SO42-竞争络合Fe3+使FeCl2+浓度上升，溶液电位从834 mV上升至857 mV，氧化性增强。电化学测试和密度泛函模拟计算显示，FeCl2+较FeSO4+有更强的氧化能力,可明显促进黄铁矿化学氧化。黄铁矿生物氧化实验显示，添加0.1 mol/L Cl-后A. ferrooxidans生长未受明显影响，黄铁矿氧化速率提高13%。适量添加Cl-可以改变Fe3+形态促进黄铁矿的生物氧化。（5）通过溶液化学计算和浸出动力学分析，证实了F-可以在化学角度降低溶液中Fe3+氧化活性，在生物角度抑制微生物活性，通过耦合化学和生物因素抑制了黄铁矿生物氧化。F-与Fe2+络合作用差，在硫酸亚铁溶液中大部分F-以HF形态存在，能强烈杀灭微生物。微生物耐氟实验显示，在仅含Fe2+培养基中添加0.5 mmol/L F-可以完全抑制A. ferrooxidans的生长。F-与Fe3+络合作用强，能显著降低硫酸铁溶液电位，电化学测试显示铁氟络合物几乎不具备氧化性。黄铁矿生物氧化实验表明，2 mmol/L F-或者0.5% CaF2能充分抑制黄铁矿的氧化。F-同时具备降低Fe3+氧化性和微生物活性的特点，具备抑制矿山酸性废水产生的潜力。