萃取浸出过程数值模拟及设备参数优化.pdfVIP

3.7 本章小结 32 第四章 新型搅拌桨槽内混合特性研究 33 4.1 对比平直叶搅拌桨与涡轮搅拌桨这两种桨型的优越性 33 4.1.1 两种不同类型搅拌桨的压力云图 34 4.1.2 两种不同类型搅拌桨的湍动能比较 34 4.2 建立三种桨型的模型 35 4.3 模型的网格划分 35 4.4 半开启涡轮搅拌桨混合槽的数值模拟 36 4.4.1 三种桨的残差曲线对比分析 36 4.4.2 三种桨的压力云图对比分析 36 4.4.3 三种桨的湍动能对比分析 37 4.4.4 三种桨的湍流能量耗散率对比分析 37 4.4.5 四叶半开启涡轮搅拌桨局部速度矢量图 37 4.4.6 四叶半开启涡轮搅拌浆湍动能在Z 轴分布 39 4.5 本章小结 39 第五章 实验与实际应用 40 5.1 实验 40 5.2 实际应用 40 5.2.1 传动设备的选型 40 5.2.2 萃取流水线整体图 41 5.3 本章小结 42 第六章 总结与展望 43 6.1 课题总结 43 6.2 研究展望 43 致 谢 48 个人简历、在学期间发表的学术论文及研究成果 49 IV 第一章绪论 1.1 国内外稀土萃取分离的研究现状及趋势 稀土 （Rare Earth ）通常情况下是以 “土”的形态下分离提纯出来的，稀土的命名主 [1] 要是根据珍贵而稀少这个特点 。稀土是一种新型材料的基本元素，从而得到众多科学家 们的关注与研究，被中国、美国、日本、韩国、英国、俄罗斯、法国等多个国家发展一些 [2] 关键技术产业的重要元素 。因为稀土元素所特有的电子层结构，以及它非常好的磁、 光、电等优良特性；稀土元素是镧系元素，是门捷列元素周期表原子序数从 57 至 71，即 镧 (La)、铈 (Ce)、镨 (Pr)、钕 (Nd)、钷 (Pm)、钐 (Sm)、铕 (Eu)、钆 (Gd)、铽 (Tb)、镝 (Dy)、钬 (Ho)、铒 (Er)、铥 (Tm)、镱 (Yb)、镥 (Lu)，与镧系物理化学性能非常相近的钪 (Sc)和钇 (Y)这两种元素也是稀土元素[3] 。由于稀土资源都处于地表以下，如同石油一 样，较难探明全球的所有稀土资源所在地，据官方统计数据，全球已探明的稀土资源不足 一亿吨，某些稀土元素非常稀缺而且是军需用品的主要来源，比如精密制导武器、夜护 镜、雷达、鱼雷、声纳设备等各种武器装备；由于稀土提纯技术的提高，许多特殊的性能 也渐渐被发现，在最近半个世纪以来，稀土的应用范围也在逐步扩大，到目前为止稀土元 素（氧化物、合金、金属）已经在黑色与有色冶金、机械工程、石油、玻璃工艺、陶瓷工 业、永磁性能材料、核能工业、化工电子、超导性能材料、原子能工业等各个领域。所以 全球各个国家的科学家都对稀土有很高的渴望；据美国方面的资料显示，20 10 年全球蕴含 有大概 0.978 亿吨稀土，仅中国所 占稀土资源多达 37.5%，独联体国家 （Commonwealth of Independent States ）所占比例为 18.3%，美国所占比例为 13.2%，澳大利亚所占比例为 5.5%，印度所占比例为 3.1%，其他国家和地区所占比例为 22.3%，中国的稀土资源相对丰 富，对于美国军需产业链来说，未来几年内不得不继续通过中国进口稀土。 近半个世纪以来，全国众多单位与研究所的共同努力研发三出口和一步萃取多出口这 两大工艺路线。根据稀土原料组元较多、稀土所含成分的比例大这两个特点，在原有的技 术工艺上，研发了模糊萃取分离法、有效分离系数法、等效分离法这三种方法优化串级萃 取工艺参数和技术，解决了串级萃取分离理论在实际应用中所涉及的相关问题。目前，中 国已经拥有了国际化水平的萃取分离工艺，而且在各个稀土分离企业具有完善的稀土分离 体系，已经处在追求产品的纯度高、减少能源损耗、追求品质更高的稀土产品。 虽然在国内的串级萃取分离理论技术路线已经处在一个较高的水平，但是在稀土工厂 的实际操