搅拌混合设备广泛地应用于稀土萃取过程，料液在搅拌槽内混合效果的好坏直接影响着被萃取稀土元素的生成。料液在搅拌槽内混合运动的本质是复杂的湍流流动，有很多学者通过实验和数值模拟的方法研究搅拌槽内流体（尤其是流体的流动为湍流时）的流场及混合过程。这两种方法相比较而言，数值模拟方法的研究周期更短，能得到实验方法所不能得到的数据，更被研究者们采用。本文利用数值模拟软件FLUENT，选用其提供的多重参考系法（MRF）和标准k模型，对双层桨和三层桨在搅拌槽内的混合特性进行了模拟研究。所做的工作如下：保持双层桨的转速与插入深度不变，对不同层间距情况下的双层桨进行数值模拟研究，分析层间距对双层桨的速度场及湍动能的影响。得出：当层间距小于桨径时，两层桨产生的流动能够很好的连接起来，搅拌效果也较好；当层间距大于等于桨径时，两层桨间的相互作用明显减弱，上下两桨叶各自形成自己的循环，槽内流体有分区流动的现象，使混合效果变坏。双层桨应该有一个最佳层间距产生的连接流混合效果最好。在流场模拟的基础上，对双层桨不同层间距时的混合过程进行数值模拟研究，分析了示踪剂在槽内的扩散过程，得到了不同层间距时的混合时间，由混合时间确定最佳层间距。保持三层桨的转速不变，模拟了三层桨搅拌槽内的三维流场，分析了三层桨产生的速度场和压力场的特点及不同插入深度对进口负压的影响规律。得到了对应进口负压最大时的最佳插入深度，为搅拌桨的安装提供了理论指导。本文的研究结果对搅拌混合设备的研发与优化具有一定的参考意义。