3KA電解槽流場優(yōu)化模擬.pdf

1、稀土作為新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展必需的關(guān)鍵性戰(zhàn)略資源,已廣泛應(yīng)用于各行業(yè)。隨著稀土的作用日益凸顯,稀土冶金行業(yè)的發(fā)展已迫在眉睫。作為高污染、高能耗之一的行業(yè),改善生產(chǎn)工藝不僅能降低生產(chǎn)成本、增強競爭力,同時符合國家可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略要求。尤其是金屬釹作為電子、航空、磁性材料及新興產(chǎn)業(yè)應(yīng)用范圍廣泛又不可替代的稀土元素,主要運用熔鹽電解法電解生產(chǎn)。熔鹽電解法作為重要的稀土金屬生產(chǎn)方法之一,若能通過優(yōu)化電解參數(shù),提高生產(chǎn)效率、降低電耗,改善電解過程,則對冶

2、金行業(yè)具有著重大意義。
　　電解法的優(yōu)略取決于槽體及電解參數(shù)的選擇,槽體內(nèi)部受其影響,內(nèi)部物理場復(fù)雜多變,各參數(shù)若通過實驗測定統(tǒng)計獲得難度較大。數(shù)值模擬的方法主要是通過理論計算,結(jié)合已有數(shù)據(jù)參數(shù),運用計算機軟件模擬電解的過程。數(shù)值模擬準(zhǔn)確性取決于模型的選擇、參數(shù)設(shè)定,若能控制好這些影響因素,該法比單純的實驗測定研究更快速有效。數(shù)值模擬研究的方法已廣泛使用于個領(lǐng)域,軟件的開發(fā)趨于成熟,已逐漸被人們接受。3KA上插式電解槽因其應(yīng)用廣泛

3、,各項參數(shù)的控制較為完善,為更好的借鑒前人的研究成果,本文以3KA電解槽作原型,通過數(shù)值模擬的方法研究陽極放電過程及陽極氣體對槽體內(nèi)流場的影響。
　　據(jù)相關(guān)文獻可知在氟化物-氧化物體系中,通過化學(xué)反應(yīng),在陽極表面形成一氧化碳和二氧化碳混合氣體,陽極氣體受浮力的作用上浮,而氣體的上浮對槽體內(nèi)的流體作用,又是流體運動的主要驅(qū)動力。研究氣體的生成、上浮、擴散情況就可掌握槽體內(nèi)部流體運動的本質(zhì),為參數(shù)的選擇提供依據(jù)。前人曾運用氣液兩相流的