金属固体废弃物的资源化处理是全球性难题。其中,仅钢铁冶炼烟尘一项就会年产超过9000万吨含锌固废,这些固废若不能及时处理,将会被迫大量贮存进而危害生态环境及人体健康。而机械搅拌反应釜较低的混合效率是造成含锌固废处理过程高物耗、高能耗和高污染的重要原因。因此,本研究基于混沌数学理论设计了一种混沌变速搅拌新方法,并为其配套了自主研发的智能化控制系统,用以实现含锌固废湿法冶炼过程强化。本研究分别从动量传递过程、质量传递过程、化学反应速率三个维度对混沌搅拌技术的强化机理和强化效果进行分析与总结,并对其非定常流动的时均流态加以表征。本研究采用数值模拟和可视化实验相结合的技术手段,探究了机械搅拌过程中釜内流场的动量传递特性,并针对其流动特性提出并优化了混沌变速搅拌技术。本研究将优化后的混沌变速搅拌技术应用于含锌固废的湿法浸出和净化工艺中,探究其质量传递性能和化学反应速率,以期实现冶炼过程强化的技术目标。为更好推广本技术,本研究提出了一种新雷诺数修正式Renew=（60π·η·ka·vmlnψ）/（t·T）用以实现混沌搅拌下非定常流体时均流态的表征。研究结果表明:定速搅拌过程最终会形成孤立混合隔离区造成混合效率的下降,而混沌搅拌技术可以有效的打破孤立混合隔离区以提升混合效率。使用混沌搅拌技术后,反应釜的动量扩散和质量扩散能力均得到显著的提升;釜内流体的湍动能耗散率最高可提升95%;釜内反应物的扩散通量由7.9mg/s提升到9.5mg/s,涨幅高达34.15%。将混沌搅拌技术应用于浸出实验后,浸出液中Zn2+的含量由85.6g/L提升到了110.48g/L;将混沌搅拌技术应用于净化实验后,净化达标时间由可由40min缩短至20min;本技术的强化效果明显。同时,得益于反应时间的缩短,反应过程消耗的混合能耗由2.59·10~7J/m~3减少到1.50·10~7J/m~3。使用混合搅拌技术后,最高转速不超过75rpm的机械搅拌反应釜,通过新Re修正式求得其等效转速为240rpm,等效转速为反应釜最高转速的3.2倍;实验结果表明两者具有完全一致的混合效率,且混沌搅拌下的混合能耗仅为等效转速下的83%。这说明混沌搅拌技术可以在不更换电机只加装控制器的前提下,弥补低速搅拌反应器与高速搅拌反应器之间巨大的混合性能差距,该技术在低品位尾矿的湿法冶炼过程中有着重要的价值。混沌搅拌技术可以有效的提升机械搅拌反应釜的混合效率及能耗利用率,且具有大规模工业化应用的潜力。