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目前生物冶金技术在工业应用上取得了一定进展,但由于存在菌体增长速度缓慢,氧化周期较长等问题严重限制了其在工业生产中的大规模应用。微生物氧化过程中需要大量的氧作为电子受体,因此充足的氧供应(即富氧条件)对微生物快速高效地进行氧化反应至关重要。另外,由于空气中C02的含量极低(0.03%v/v),当以溶氧供应为标准控制空气进气量,极易出现作为碳源的C02供应不足的情况,导致菌体生长减缓,矿石氧化速率减慢。在富氧条件下,补充一定浓度CO2对提高浸矿菌生物量和加速矿石氧化具有积极作用。另外矿浆中Fe2+可以为铁氧化菌提供能量,将有利于提高菌株的生物氧化活性,而富氧条件下冶金菌株对能源物质Fe2+的需求尚未见公开报道。本文在实验室1.5L通气搅拌釜式反应器中,用以L. ferriphilum和S.thermosulfidooxidans为主的混合浸矿菌对黄铁矿包裹的难处理金精矿进行生物氧化,深入研究了溶氧水平(DO)、CO2含量以及矿浆初始Fe2+浓度对生物氧化过程效率的影响,重点探究了在富氧条件下,DO. CO2和Fe2+浓度对菌体生长、氧化活性及矿石氧化效率、浸出动力学特征等的作用；同时利用高通量测序技术考察了溶氧(DO)水平及CO2含量对菌群结构的影响,并据此试图建立氧化效率、菌群结构与气体供应之间的对应关系。研究结果发现,当溶解氧水平提高时,生物氧化效率会呈现先升后降的趋势,当DO水平超过3.75 ppm时,溶氧水平的继续提高会降低生物氧化效率,通过对不同DO下的ROS进行检测发现,随DO水平提高,ROS含量明显上升,因此,本研究认为过高DO水平下产生的大量的活性氧(ROS)损伤了菌体,降低了氧化活性。随溶氧水平提高,菌群结构发生改变,L. ferriphilum比例先升高后降低,S. thermosulfidooxidans先降低后升高,7.51 ppm时尽管菌群结构较优：两种主要浸矿菌均占较大比例,但受到高溶氧对菌体活性的抑制导致氧化效果不佳。在富氧(3.75 ppm)条件下,改变进气中C02含量的实验结果表明,高含量的二氧化碳能提高菌体量,加速矿石氧化,且不同CO2浓度对矿石氧化和菌体生长的促进作用不同。实验范围内,菌体量随进气中C02含量的增大而增多。但矿石的生物氧化率却是在进气中CO2浓度为5%(v/v)时达到最大,10%(v/v)CO2浓度时尽管菌体量更高但矿石氧化速率低于5%(v/v)CO2浓度。进气中CO2浓度不同,导致菌群结构变化显著,普通空气进气时(0.03%CO2),菌群中优势菌种为L. ferriphilum,占细菌总数的78.29%,其次为S. thermosulfidooxidans,占13.39%。5%C02条件下优势菌种为S.thermosulfidooxidans,占细菌总数的60.82%,其次为L. ferriphilum,占细菌总数的32.96%。10%CO2条件下优势菌种为S. thermosulfidooxidans,占细菌总数的91.92%,处于绝对优势,其余任一菌种的细菌数量均不足细菌总数的2%。结果表明5%CO2浓度时的菌群结构有利于提高此生物氧化过程的效率。富氧条件下(3.75ppm)随着初始Fe2+浓度的提高,冶金菌株氧化活性在过程初期受到抑制,后期得到增强；而菌体生长却一直受到抑制,最终导致矿石氧化效率的降低。