液-液两相非均相混合、传质的萃取过程是基本的化工操作，在该过程中广泛采用混合澄清槽作为主要的萃取设备。传统的卧式方型混合澄清槽存在密闭性差、长度调节不灵活、不易采用特殊防腐蚀性材质（如搪瓷）的问题，容易发生车间有机气体泄漏以及环境污染，具有安全及环境风险。本研究提出一种管型混合澄清槽替代方型混合澄清槽，管式混合澄清槽采用法兰连接，具有密闭性好、长度调节灵活、方便采用特俗材质等优点，在化学工业生产中具有广阔的应用前景。但目前针对管型混合澄清槽内的多相流动和混合规律还缺乏系统的研究。本文通过模拟和实验相结合的手段，对管型混合澄清槽进行了研究。采用标准k-?湍流模型和欧拉-欧拉多相流模型来进行多相流模拟计算，使用多参考坐标系法来处理旋转桨叶和液面的接触区域，分别对管型和方型混合澄清槽内的混合室和澄清室进行数值模拟。在水-煤油体系中系统地探究了分散相液滴尺寸（d32= 100 μm~500 μm）、进料油水比（1:1~1:5）、进料流量（0.79 L/min~2.37 L/min）、入口挡板及入口位置对混合澄清效果的影响。进一步，分别将两种萃取槽用于硫酸高铈的萃取分离实验中，从抽吸压头、功率耗散、萃取效率等方面对两种萃取槽进行了比较。论文主要得到以下结论：（1）在较低功率条件下，通过实验探究了混合室内在不同转速下的搅拌功率和搅拌桨抽吸压头规律，将实验结果与模拟结果对比发现，所选多相流模型和湍流模型以及所划分网格合理、准确。（2）系统对比不同操作条件下管型混合室和方型混合室内的液-液两相流动行为。结果表明，管型混合室内的流场分布更合理，不易形成流动死区。管型混合室内搅拌桨上方和下方形成压力更小的低压区，流体的平均湍动能更大，搅拌性能更好。管型混合室内的分散相体积分数方差相较于方型混合室更大。（3）系统探究了不同操作条件对管型混合澄清槽的影响。在管型混合室中，降低分散相d32和进料油水比能够提高混合性能。在澄清室中，提高分散相d32和降低进料油水比能够提高澄清性能；在澄清室两相物料入口处增加挡板能够有效改变流场分布，增加两相停留时间，进而提高澄清性能；两相物料从挡板中部入口优于从顶部、底部入口。（4）通过硫酸高铈的萃取分离实验，探究了在不同操作条件下（混合室停留时间90 s~150 s、搅拌转速270 rpm~390 rpm、油水比1:1~3:1）管型和方型混合澄清槽的流动和传质性能，发现二者具有相近的萃取效率。随着混合室停留时间、搅拌转速和油水比增加，混合澄清槽萃取效率提高。