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摘要：本文以某企业深锥高效赤泥沉降槽为原型,在适当简化与合理假设的基础上,将PBM群体平衡模型与计算流体力学相耦合,基于欧拉-欧拉两相流模型和Realizableκ-ε湍流模型,建立了赤泥沉降数学物理计算模型,实现了对赤泥沉降槽中心桶内的多相流动和赤泥颗粒絮凝沉降过程的非稳态数值模拟,得到了沉降槽中心桶内流场分布、固含浓度场分布、物料的停留时间分布、湍动能强度分布和中心桶内赤泥粒径的分布规律。对影响沉降槽内固含分布和絮凝沉降的进料流量、进料固含、进料赤泥粒径和絮凝剂添加位置等工艺参数进行单因素分析,得到这些因素对赤泥沉降槽絮凝沉降的影响规律,并应用正交试验设计法,结合矩阵分析的手段进行多因素、多指标的优化分析,并得到了赤泥沉降槽工艺参数的影响权重和优化组合。本文的主要结论有：(1)通过合理的简化与假设建立了赤泥沉降槽内多相流动和赤泥絮凝沉降过程的数学物理求解模型,完成了网格无关性和时间步长独立性检查并选择了合适的网格数量和时间步长,采用工业生产数据验证了数学模型的可靠性；(2)单因素影响分析表明：在一定范围内,进料流量、进料的原始赤泥粒径和进料固含越大,絮凝剂添加位置距离进料口的距离越近,越有利于提高中心桶内的固含分布和絮凝剂对赤泥颗粒的絮凝效率,越有利于中心桶内赤泥颗粒的絮凝沉降。(3)采用正交试验方案设计结合矩阵分析方法的多因素、多指标优化分析结果表明：赤泥沉降槽絮凝沉降的最优化方案的工艺参数组合为：进料流量1900m3/h,进料固含120g/L,絮凝剂添位置距离进料口位置的距离为7m,进料赤泥粒径为一水硬铝石铝土矿溶出料浆的赤泥。各优化工艺参数的影响的主次顺序为BCAD,即进料固含的影响最大(47.12%)、进料赤泥粒径的影响次之(23.50%)、进料流量的影响相对较弱(16.30%)、絮凝剂添加位置的影响最弱(13.08%)。