应用于稀土萃取的搅拌反应槽是稀土萃取过程中非常重要的设备之一。对于搅拌槽的结构和尺寸设计以及跟其配套的搅拌反应器的类型选取和尺寸设计也同样具有重要的意义。因为这一环节涉及到能否在萃取过程中使两相流充分的混合以至搅拌均匀,同时又要尽可能地防止过度搅拌,降低能耗,达到节约能源和成本的目的。目前,对此的设计和研究只是停留在一些经验数据或者是一些半工业实验的基础上,即还没有真正形成系统的理论上的研究。而本文的目的就是要对此做出一些相应的理论上的分析。为了更利于研究,本文运用了计算流体力学软件MIXSIM对搅拌反应器进行模拟。本文选用MIXSIM中的多重参考系法对搅拌桨萃取槽进行模拟。采用标准k -ε模型及将速度场与浓度场方程分开进行求解的方法,对稀土萃取中广泛应用的圆盘式四直叶涡轮桨和开式折叶涡轮桨以及双层桨搅拌槽内的搅拌特性进行模拟分析。主要工作如下:在输入功率不变前提下对四直叶桨槽内混合均匀时间及湍流强度进行模拟。主要研究了搅拌桨在槽内三处不同深度下槽内混合特性及其对搅拌混合时间、单位搅拌功率的影响,分析得到最佳混合效果时的搅拌桨位置。对折叶桨的搅拌特性进行研究,选取三种常见折叶角度涡轮搅拌桨,对三种桨型槽内混合特性进行了研究,得出了随着桨叶倾角减小,搅拌混匀时间增加,单位体积混合能减小;并且随着折叶角减小,混合均匀时间越长。研究了双层桨槽内的搅拌效果包括流场速度分布和湍流动能耗散情况,发现双层(上直叶,下折叶)涡轮搅拌桨槽内搅拌混合特性符合稀土萃取工艺要求,而且对减少萃取成本,提高生产率非常有利;分别模拟了六组转速下槽内搅拌效果,得到了转速对于混匀时间,单位体积功率之间的关系图,为确定输入转速提供了依据。最后对搅拌桨在正常工作条件下进行了力学分析以及功率计算。在对折叶桨的力学分析中得出折叶浆槽内剪切作用主要发生在桨叶周边,而且总体上四直叶桨的剪切率比折叶桨的大的多,特别是在桨叶边缘区域;对功率的计算,把搅拌功率的模拟结果与计算值进行对比得出四直叶桨侧重于径向流而折叶桨则侧重于轴向流,两种桨型各有特点;同时从对比中能够看出,用流体力学分析软件MIXSIM对搅拌槽进行分析效果很好,但也有一定误差。本文的研究结果对稀土萃取搅拌反应器的设计与结构优化都具有一定的指导意义,从理论分析的角度为其提供了一些依据。