我国铁矿资源虽然比较丰富,但随着钢铁工业的快速发展和对钢材的大量消耗,国内铁矿石供应的缺口越来越大,可利用的铁矿资源日益趋向于贫、细、杂,其中的鲕状赤铁矿被国内外公认为最难选的铁矿石,而其储量约占全国铁矿总储量的9%,目前很难通过传统的选矿方法进行除磷。因此,近几十年发展起来的低价、环保的微生物湿法冶金技术有望运用于此类铁矿石的除磷技术中。本课题主要通过研究3种菌种(黑曲霉菌(Aspergillus niger)、嗜酸氧化亚铁硫杆菌(At.f菌)和嗜酸氧化硫硫杆菌(At.t菌))对高磷铁矿石的除磷能力,优化了试验条件,在试验的基础上分别探讨了这3种菌一步、两步浸矿的作用机理,为工业化应用提供了一定的科学依据。通过对菌种的选育和矿石浸出试验,可以得到以下结论：(1)磁化焙烧温度对精矿指标的影响最大,最佳焙烧条件为：温度850℃,时间25min,还原剂用量占矿石重量5%,磁场强度1500Oe,得到的精矿指标为：铁品位54.92%,回收率86.78%,P含量0.83%,精矿中主要成分为磁铁矿、磁性赤铁矿(γ-Fe2O3)和石英；(2)使用0.1mol/L的5种不同酸对原矿及焙烧-磁选后铁精矿的浸出试验中,硫酸提铁除磷综合效果最好；柠檬酸除磷效果最差,但对提高铁品位有一定效果；草酸除磷效果最好,但铁损失率最大；柠檬酸和草酸的混合物具有一定的提铁降磷效果；单一硫酸能处理矿浆浓度为5%的原矿和6%的焙烧-磁选铁精矿,且除磷指标达到工业标准;(3)在矿浆浓度低于2%时,黑曲霉菌直接浸出原矿及焙烧-磁选后铁精矿效果比较理想；在两步浸出过程中,培养黑曲霉菌最佳条件为：PKO培养基,接种量4%,初始pH 4.0,氮源为氯化铵,碳源为蔗糖,其过滤液对原矿的除磷效果好于对焙烧-磁选铁精矿,但能处理的矿浆浓度低于3%；(4)At.f菌培养中沉淀产物主要成分为黄钾铁矾[KFe3(SO4)2(OH)6]和黄铵铁矾[NH4Fe3(SO4)2(OH)6]。直接浸矿过程中,静置时除磷率最低；摇床搅拌时,转速为140r/min效果最好,矿浆浓度超过3%时除磷率不能达标；加入黄铁矿能够在一定程度上提高At.f菌的除磷效果,但同时也会导致硫含量过高；磁力搅拌和电动搅拌条件下,能处理的矿浆浓度都不超过4%,且硫含量超标。两步浸矿过程中,能源物质为S粉时,菌液对矿浆浓度为6%以下的原矿和焙烧-磁选精矿的除磷效果都很好,但浸出原矿后,矿石中的硫含量超过1%,处理精矿后,其磷、硫含量均能达标；随着矿浆浓度的增加,除磷率逐渐下降；(5)At.t菌直接浸原矿后除磷率达标,但浸矿后固体中的硫含量超标。两步浸出试验中,过滤细菌后的液体与含有细菌的菌液浸矿效果无显著差异,浸出18h时的效果最好,固体中的最终磷含量都降到了0.15%以下,但原矿除磷后,矿石中的S含量会达到1%以上,而处理精矿后的磷含量低于0.20%；(6)培养混合硫杆菌后pH能达到0.8以下,将过滤后的菌液浸出铁精矿,能处理矿浆浓度为6%的焙烧-磁选铁精矿,浸出后固体中的磷含量为0.25%,硫含量低于0.27%；(7)在超声波强化作用下硫酸及At.t菌过滤液浸矿过程中,随着超声时间的增加(60min以内),固体中磷含量逐渐降低,铁品位都有所提高,回收率有一定下降；随着矿浆浓度的增加,除磷效果变差,铁品位下降,回收率上升。在硫含量方面,浸出精矿后固体中的硫含量一般低于0.25%,有At.t菌与无At.t菌浸出效果相差不大。