浸出槽作为金矿浸出过程中的主要设备承担着湿法冶金过程中提取贵金属以及进行难处理金矿预处理等流程。常用的浸出槽按其搅拌方式可分为空气搅拌浸出槽和机械搅拌浸出槽。由于金矿浸出过程的工艺需求,浸出槽内为气-液-固三相搅拌,复杂的多相混合流场使得在高效反应器设计方面仍然存在较多的不确定因素。特别是在工业反应器尺寸不断增大的情况下,原有的通过实验室反应器设计总结得到的反应器运行参数的计算模型有可能不适合大尺度反应器,如何找到适用范围更广的放大方法仍存在挑战。随着计算机技术和计算流体力学(CFD)方法的发展,CFD模型已经可以用来描述反应器内的多相流流场信息,在反应器放大及操作条件的选择方面给出科学合理的依据和建议。使用经过小型实验数据和少量工业试验数据验证的CFD模型能够高效地进行新设备几何形状设计和运行性能的评估,大大减少工业试验次数,从而节约大量资源和研究时间。本文详细分析了金矿浸出槽内气液两相流建模方法,分别针对机械搅拌浸出槽和空气搅拌浸出槽内复杂气泡运动提出了改进的CFD模型进行数值模拟研究,并得到较好的模拟效果。本文使用欧拉多流体模型和k-ε湍流模型描述气液两相流体,讨论了气泡诱导湍流的建模方法和其在不同结构浸出槽模拟中的效果。使用相间力模型描述气相和液相之间的动量交互,针对曳力、虚拟质量力、升力、壁面润滑力和湍流分散力的建模方法及其在欧拉多流体模拟中的作用进行了讨论。使用一种总体平衡模型建模方法描述高充气量条件下不同尺寸气泡在复杂气液流场中的运动。通过实验室小尺度反应器的模拟结果与实验值的对比,模型预测的气泡分布、气体体积分数和气液相流体速度等运行参数均与实验值有较好的吻合。在模型得到实验室数据验证后,本文提出的CFD模型分别应用于北京矿冶研究总院开发的难处理金矿生物预氧化反应器和山东黄金集团精炼厂装备的一种大型空气搅拌浸出槽,进行设备的运行效果评估和优化改进。CFD模型评估了包括原设计在内的几种不同的浸出槽设计,以及不同充气量操作条件下浸出槽内流场特性。通过分析模拟结果,对不同设计及操作条件下槽内流场循环流速、气体体积分数和槽内气泡停留时间分布等反应器运行状态参数进行了比较,为工业浸出槽的优化改进提供了理论依据。通过比较系统地总结包含气泡的气液两相流建模方法,对比不同子模型在充气反应器内气液两相流的作用和模拟效果,本文基本完整地实践了金矿浸出槽内气液两相流模拟模型的建立、验证和工业应用过程。相比之前文献提出的金矿浸出槽内气液流模拟模型,新模型的模拟精度有了较大改进。但是,由于计算机资源的限制以及对气液流内部复杂运动理论研究的不足,模型仍然存在一些假设和使用限制条件。为此,本文提出了一些针对浸出槽内气液流场CFD建模方法改进的建议,以期在将来的研究中继续深入研究。