中国是世界上磷矿资源较为丰富的国家,但其中的低品位磷矿占有绝大部分。因此,如何合理、充分地开发磷矿资源已经成为亟待解决的问题。磷酸搅拌反应器是湿法磷酸生产工艺流程中的关键设备之一,它主要的目的是保持料浆液沿着特定的方向和流速流动,保证固体颗粒不沉积于槽底,达到固液两相充分混合。传统搅拌反应器在搅拌过程中容易形成轴对称性的流场,直接对固液两相的混合效果造成了阻碍。实验中合理地设计和优化搅拌桨是目前强化搅拌槽内固液混合的一种重要手段,本文采用新型的刚柔组合搅拌桨强化磷矿颗粒的悬浮及浸出,改善磷石膏的结晶过程,实验得出的结果对磷酸搅拌反应器中的固液混合强化过程具有重要的意义。本论文首先利用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）数值仿真对固液两相的流场的特征进行了研究,分析了流场中固相的分散方式和运动规律;其次,采用数据采集系统收集搅拌槽中的桨叶的扭矩值,利用Matlab数值计算软件得到最大Lyapunov指数（LLE）来描述固液两相混合效果;最后,实验探索研究了刚柔组合搅拌桨对磷矿石的浸出强化规律,考察了桨叶类型、离底高度、搅拌转速、柔性片长度和宽度及电场对磷矿浸出的影响,讨论分析了磷矿的浸出效率和磷石膏废渣的晶型变化,实验结果表明:（1）根据CFD数值模拟结果可知,刚柔组合搅拌桨可通过柔性材料的多体运动有效地破坏传统刚性搅拌桨中流场的对称性循环流动,增强搅拌槽内的湍动能,提高颗粒的轴向速度,强化固相和液相的混合效果;（2）刚柔组合搅拌桨可以有效打破流场对称性环流,提高流场内的流体混合。当搅拌桨叶速度为225 r·min^-1时,刚柔组合搅拌桨叶的LLE比刚性桨叶提高了25.07%;且混沌混合特性参数与搅拌转速呈现出一定的规律性,其关系式可以表示为:刚性桨:LLE=-2.0*10^-6N²+9.54*10^-4N-0.036;刚柔组合桨:LLE=-2.4*10^-6N²+11.2*10^-4N-0.040。（3）与传统刚性桨叶系统相比,刚柔组合搅拌桨叶可以加速磷石膏晶体的“表明更新”,改善磷石膏的晶体生长。当浸出时间为120 min,拌转速为225 r·min^-1,离底距离为C=0.25T（T为桨间距）,柔性片宽度为S=1.25R（R为搅拌轴轴径）,柔性片长度为L=1.33T（T为桨间距）时,与刚性桨叶对比,刚柔组合搅拌桨叶的磷酸盐浸出效率提高了24.55%,有效地强化了磷矿颗粒的悬浮与浸出;（4）相对于无电场条件,有电场的磷矿浸出率提高了2.98%。电场能够降低磷矿浸出反应的表观活化能,有效的改善了磷矿颗粒表面的电荷分布,促进氢离子与颗粒有效接触,提高了磷矿浸出率,缩短了磷矿浸出时间。综上所述,刚柔组合搅拌桨可以在改善磷石膏结晶过程的同时强化磷矿浸出率,实验研究结果为刚柔组合桨的工业创新应用提供了一些理论基础。