卧式搅拌釜内红土镍矿浸出过程固-液悬浮的数值模拟

摘要

作为有望替代硫酸加压浸出红土镍矿的新工艺，常压连续浸出解决了硫酸加压浸出能耗高、工艺操作复杂、存在安全隐患等问题.由于新工艺不适用于现有的立式反应釜，因此需要设计一种新型卧式反应釜来适应新工艺的工艺条件、设备设计和操作要求.采用计算流体动力学（CFD）结合实验研究的方法，对卧式反应釜内的固-液混合过程进行数值模拟.通过显著性分析和单因素方差分析，研究了不同搅拌参数对混合效果的影响.研究发现，挡板宽度对固-液混合效果影响最显著，而转速的影响最不显著.同时，通过模拟不同工况下的搅拌过程，确定了最佳的混合条件，包括使用45°的搅拌桨组合、桨底距C₁为0.57d、隔板高度为55 mm、挡板宽度为10 mm、长径比为1.0,以及桨间距C₂为55 mm.本研究通过CFD模拟和实验验证，为新型卧式反应釜的设计提供了科学依据.确定的最佳搅拌条件有助于实现更高效、更均匀的固-液混合，从而提高红土镍矿浸出过程的效率和安全性.研究结果为实际搅拌釜的设计和操作提供了重要的参考价值.

关键词

卧式搅拌釜 / 数值模拟 / 固-液混合 / 混合效果