氟盐体系熔盐电解是生产金属钕的主要方法，具有金属品质好、成本低、回收率高、电流效率高等特点。电解槽内电场、温度场、流场的分布状况对钕熔盐电解工艺参数和槽体结构的优化具有重大影响。因此，开展稀土电解槽多物理场数值模拟研究，对促进稀土电解槽结构改进和熔盐电解节能降耗，具有较高的理论意义和应用价值。　　论文基于电场理论、传热学理论及流体学理论，研究建立了稀土熔盐电解槽电场、热场及流场的数学模型，以成熟的3kA稀土熔盐电解槽尺寸和工艺操作参数为依据和参考，基于Comsol仿真平台对熔盐电解槽电场、热场和流场进行仿真计算，揭示了槽体结构参数变化对熔盐电解过程各物理场分布状况的影响规律，为钕熔盐电解槽体改造和生产操作优化提供理论依据。　　主要研究内容和结论如下：　　1、基于麦克斯韦原理，在电流不变的情况下，研究建立了稀土钕熔盐电解槽电场数学模型，考察了电极插入深度、极距对槽电压、电流密度等电场特征的影响。结果表明，随着电极插入深度的增大和极距的缩短，电解槽电压下降，利于降低电能消耗，但电流密度有所下降，不利于提高生产效率。应综合考虑能耗和产能，合理调整电极插入深度和极距，以降低钕熔盐电解单位能耗。　　2、基于传热学理论，研究建立了熔盐电解槽热场数学模型，考察了电极插入深度、极距对电解槽温度分布的影响。结果表明，电解槽内温度纵向分布是从上到下先升高后降低，横向分布是从阴极到阳极一直下降，其中电解槽的主要热源集中在电解槽的中部；随着电极插入深度的增加和极距增大，槽内熔体温度升高，有利于熔盐的流动性，但过高会使得生成的金属溶解，降低了电流效率。综合考虑熔体流动性和电流效率，钕熔盐电解过程应控制适中的电极深度和极距，来保持适宜的电解温度。　　3、基于流体学理论，研究建立了熔盐电解槽流场数学模型，考察了电极插入深度、极距对电解槽流场分布的影响。结果表明，槽内熔体的流速与电极深度及极距有关，当电极插入深度增加，极距减小时，槽内熔体流动增大，这有利于电解质成分和温度的均匀，但流速过大，不利于稀土金属的收集，造成金属溶解，降低电流效率。综合考虑槽内熔体成分的均匀和电流效率，电极深度和极距应控制在适宜的范围内。　　4、研究结果表明，采用Comsol有限元软件研究钕电解槽电场、热场、流场是可行的，其模拟结果与实际数据吻合度高，表明所建立模型能较好地反映钕电解生产实际。