稀土作为新兴产业发展必需的关键性战略资源,已广泛应用于各行业。随着稀土的作用日益凸显,稀土冶金行业的发展已迫在眉睫。作为高污染、高能耗之一的行业,改善生产工艺不仅能降低生产成本、增强竞争力,同时符合国家可持续发展的战略要求。尤其是金属钕作为电子、航空、磁性材料及新兴产业应用范围广泛又不可替代的稀土元素,主要运用熔盐电解法电解生产。熔盐电解法作为重要的稀土金属生产方法之一,若能通过优化电解参数,提高生产效率、降低电耗,改善电解过程,则对冶金行业具有着重大意义。　　电解法的优略取决于槽体及电解参数的选择,槽体内部受其影响,内部物理场复杂多变,各参数若通过实验测定统计获得难度较大。数值模拟的方法主要是通过理论计算,结合已有数据参数,运用计算机软件模拟电解的过程。数值模拟准确性取决于模型的选择、参数设定,若能控制好这些影响因素,该法比单纯的实验测定研究更快速有效。数值模拟研究的方法已广泛使用于个领域,软件的开发趋于成熟,已逐渐被人们接受。3KA上插式电解槽因其应用广泛,各项参数的控制较为完善,为更好的借鉴前人的研究成果,本文以3KA电解槽作原型,通过数值模拟的方法研究阳极放电过程及阳极气体对槽体内流场的影响。　　据相关文献可知在氟化物-氧化物体系中,通过化学反应,在阳极表面形成一氧化碳和二氧化碳混合气体,阳极气体受浮力的作用上浮,而气体的上浮对槽体内的流体作用,又是流体运动的主要驱动力。研究气体的生成、上浮、扩散情况就可掌握槽体内部流体运动的本质,为参数的选择提供依据。前人曾运用气液两相流的经典模型对气体的运动情况做过研究,考虑到电解的实际情况,本文将表面化学反应和多孔介质模型相结合,借鉴前人的经验对槽体内流场进行模拟研究,了解电极材料、电流密度、插入深度、阳极内径等因素对电解过程的影响,从而找到最优参数组合,确定槽型的最优结构。　　本课题基于基础模型和前人较完善的研究结果进行模拟研究,使结果更具有针对性、实用性。研究结果不仅是理论上的探索研究,对实际生产也具有一定指导意义。