本课题主要针对再矿化工艺中的二氧化碳接触池优化设计及二氧化碳溶解特性进行研究,具体研究内容如下:（1）通过CFD软件对二氧化碳接触池进行优化设计,确定出最佳接触池的构造;（2）对接触池内的流态进行模拟,确定接触池内合理的水力停留时间范围和曝气量范围;（3）水力停留时间和曝气量对二氧化碳溶解的影响;（4）曝气方式对二氧化碳溶解的影响;（5）不同进水水质对二氧化碳溶解的影响。本研究首先通过CFD软件对不同构造的接触池进行模拟并对比,以寻找出最佳构造的二氧化碳接触池。在确定出接触池的构造后再通过CFD软件对单独通水和气水两相流时接触池内的流态进行了模拟。通过模拟得出:（1）进水速度是影响接触池内流态的主要因素,当进水速度大于0.55m/s时,接触池内会不同程度的产生漩涡和回流区域,影响接触池内的水力停留时间,且速度越大所产生的漩涡和回流区域也越大。当进水速度小于或等于0.55m/s时,接触池内的流态已基本良好,没有回流区域和死水区的产生。（2）在一定范围内接触池内气体体积分数与进气速度成正比关系,进气速度越大,气体体积分数越大,气体分布也越均匀。同时通过模拟初步确定出接触池进水流量和进气流量两者大致合理的范围。接下来在模拟出的进水流量和进气流量的合理范围内对进水流量、二氧化碳曝气量、曝气方式、硬度和碱度等因素对二氧化碳溶解的影响进行了研究。研究发现曝气量是影响二氧化碳溶解量的主要因素之一。在一定的范围内二氧化碳的溶解量与曝气量成线性关系,曝气量越大,二氧化碳溶解量也越大。当曝气量增加到一定量后,溶解量已基本趋于稳定。停留时间也是影响二氧化碳溶解量的主要因素之一。停留时间越长,二氧化碳溶解量就越大,但二氧化碳曝气效率与停留时间并不是呈线性关系,这与二氧化碳在水中的溶解度有关,由于在温度一定的条件下,二氧化碳在水中溶解度不变,停留时间达到一定值后,二氧化碳的溶解量已经趋于饱和,之后增加接触池内的停留时间二氧化碳已不再溶解,因此曝气效率就会下降。实验结果显示水的硬度并不会对二氧化碳的溶解造成影响。水中[HCO₃^-]碱度对二氧化碳的溶解起抑制作用,水中HCO₃^-含量越大,碱度就越高,二氧化碳的溶解量就会越小。碱剂的投加和二氧化碳的溶解都会改变水中的pH值,NaHCO₃投加量越大,水中pH值越高,但最大值为7.53;二氧化碳的溶解则会降低则水中的pH值,溶解量越大,pH值就越低。CO₃^2-只有在水体pH值较高的条件下才能存在,[CO₃^2-]碱度能与一部分CO₂气体发生反应生成HCO₃^-离子,从而使接触池出水中只含有[HCO₃^-]碱度。与[HCO₃^-]碱度相比,[CO₃^2-]碱度对二氧化碳溶解的影响更大。