细菌与矿物的界面作用涉及到电化学、生物化学和表面化学等过程,细菌被自身产生的胞外聚合物(EPS)所包裹,而EPS又介导了细菌与硫化矿物的接触,因此EPS的形成在细菌-矿物界面作用中起着重要作用。目前有关微生物浸矿的机制研究基本上集中在黄铁矿上,研究内容也仅局限于浸矿细菌与矿物的最初吸附作用阶段,而有关浸矿细菌EPS在矿物浸出的过程中的具体作用还不清楚,对锑尾矿的研究还停留在浸出工艺的优化阶段,但EPS在锑尾矿浸出中的作用及其影响的研究却鲜有报道。本论文利用嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At.f菌)浸出尾矿中锑污染物,首先通过驯化实验稳定细菌浸出能力;然后利用牛津杯抑菌圈实验和模拟EPS浸矿实验,对比Sb(III)和Sb(V)毒性和确定提取EPS的添加浓度;利用不同处理组浸出尾矿,并通过SEM、XRD等手段探索进一步研究了At.f菌在锑尾矿浸出过程中的作用机制,同时提取细菌产生的EPS,研究浸矿前后EPS中官能团、腐殖质和蛋白质类物质的变化,最后通过模拟实验验证EPS的作用,得出如下结论:(1)通过连续驯化实验、抑菌圈实验和模拟EPS对尾矿浸出的影响实验,探究连续驯化实验对细菌浸矿能力的影响、Sb(III)和Sb(V)毒性大小,结果表明连续驯化实验能够有效促进At.f菌适应高毒性浸矿溶液,从而使浸出结果更加稳定;同时驯化后细菌的对数期提前。牛津杯抑菌圈实验证明Sb(III)毒性比Sb(V)大,且10 mg/L的Sb(III)毒性比5 mg/L的Sb(III)更大。模拟EPS对尾矿中Sb的浸出有一定的促进作用,且添加1 g/L的模拟EPS促进效果最佳。(2)采用酸浸出组、Fe³⁺实验组、At.f菌组和At.f菌+Fe³⁺组摇瓶浸出方式,对比分析各种浸出方式下尾矿中Sb浸出情况,结果表明各实验组对Sb的浸出能力大小顺序为:At.f菌组>At.f菌+Fe³⁺实验混合组>Fe³⁺实验组>酸浸出组,细菌主要以直接作用浸出尾矿中Sb。结合SEM和XRD分析尾矿Sb溶出过程及At.f菌作用机理和浸出液中三五价Sb形态分析,结果表明在浸矿过程中,细菌会吸附在矿物表面且产生EPS,并且EPS会吸附Sb。(3)从组分、EEM、分子量、UV-Vis和FTIR等方面考察了EPS在浸矿前后的理化特性变化,结果表明浸出前后EPS的官能团种类不会发生变化,但是含量会相应变化。浸出后EPS中的-OH含量比下降,而-C=O含量比上升,这表明EPS在浸出过程中可能将吸附的Sb(V)还原成Sb(III)。浸出后每个时期的EPS分布在整个五个区域内,大多数EPS出现在区域IV(含色氨酸类的类蛋白物质)和区域V(类胡敏素物质)。同时通过模拟添加实验,证明EPS具有还原Sb(V)的能力,虽然EPS对Sb(V)的还原效率较低,但EPS的可移动性和普适性使其在自然环境中Sb形态转化中的意义不容忽视。