作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土铽提纯 离心鼓风机 D(Tb)836-1.95,风机配件 风机修理工业气体输送 多级离心技术

一、稀土矿提纯工艺中离心鼓风机的特殊地位

稀土元素作为现代高科技产业的“维生素”，其分离提纯工艺对设备提出了极为苛刻的要求。重稀土元素，特别是钇组稀土中的铽(Tb)，因其在永磁材料、荧光粉和磁致伸缩材料中的不可替代性，提纯精度要求极高。在铽的分离提取过程中，离心鼓风机承担着提供稳定气流、维持系统压力、输送工艺气体等关键任务，其性能直接影响到稀土产品的纯度和提取效率。

我国稀土资源丰富，但重稀土资源相对稀缺，高效提取技术尤为重要。离心鼓风机在稀土矿的浮选、萃取、分离、提纯等环节均发挥着不可替代的作用。本文将重点围绕重稀土铽提纯专用风机:D(Tb)836-1.95型高速高压多级离心鼓风机展开技术分析，同时对其配件系统、维护修理要点以及工业气体输送特性进行全面阐述。

二、重稀土铽提纯工艺对风机设备的特殊要求

铽(Tb)作为重稀土家族中的重要成员，其原子序数为65，在稀土分离序列中处于中间位置，与相邻的钆(Gd)和镝(Dy)化学性质相似，分离难度较大。工业上主要采用溶剂萃取法、离子交换法以及近年来发展的离心萃取法进行提纯。这些工艺对配套风机提出了明确要求：

针对这些特殊要求，风机行业开发了专门用于稀土提纯的系列产品，其中D(Tb)系列高速高压多级离心鼓风机就是为满足重稀土提纯高压需求而设计的专业设备。

三、D(Tb)836-1.95型高速高压多级离心鼓风机技术解析

3.1 型号命名规则与技术参数

“D(Tb)836-1.95”这一完整型号包含了丰富的信息：

该型号风机主要设计参数如下：

3.2 结构与工作原理

D(Tb)836-1.95型风机采用多级离心式设计，核心原理是通过高速旋转的叶轮对气体做功，将机械能转化为气体的压力能和动能。气体沿轴向进入风机，经过导流器调整方向后进入第一级叶轮，经多级叶轮逐级增压，最后经蜗壳收集后从出口排出。

多级设计的优势在于能够在单台设备中实现较高的压力比，同时保持较高的效率。每一级叶轮通常可产生0.2-0.35个大气压的压升，D(Tb)836-1.95型风机通常配置6-8级叶轮，通过级间导叶调整气流方向，确保气流以最佳角度进入下一级叶轮。

3.3 在铽提纯工艺中的具体应用

在铽的溶剂萃取工艺中，D(Tb)836-1.95型风机主要用于：

在离子交换工艺中，该风机主要承担：

四、风机核心配件系统详解

4.1 风机主轴系统

D(Tb)836-1.95型风机的主轴采用高强度合金钢（如42CrMo）整体锻造，经调质处理获得良好的综合机械性能。主轴设计需考虑临界转速避开工作转速范围，通常设计一阶临界转速高于工作转速的125%，确保运行稳定性。主轴与叶轮的连接通常采用过盈配合加键连接的双重固定方式，部分高速型号采用液压装配的锥形套连接，确保在高转速下不会发生松动。

主轴的加工精度要求极高，轴承安装部位的圆柱度误差不超过0.005毫米，表面粗糙度达到Ra0.4以下。主轴动平衡等级要求达到G2.5级（根据国际标准ISO1940），残余不平衡量小于1克·毫米/千克。

4.2 风机轴承与轴瓦系统

D(Tb)836-1.95型风机通常采用滑动轴承（轴瓦）支撑转子系统，相比滚动轴承，滑动轴承具有承载能力大、阻尼性能好、寿命长等优点，特别适合高速重载工况。

轴瓦材料多为锡基巴氏合金（牌号ZChSnSb11-6），该材料具有良好的嵌入性和顺应性，能够在少量异物进入时保护轴颈不受损伤。轴瓦与轴颈的配合间隙需严格控制，通常为轴颈直径的0.0012-0.0015倍。以直径120毫米的轴颈为例，配合间隙应为0.144-0.18毫米。

润滑油系统是轴承正常工作的保障，D(Tb)836-1.95配备强制循环润滑油系统，包括主辅油泵、油冷却器、双联滤油器、蓄能器等组件。油压通常控制在0.25-0.35兆帕，进油温度35-45℃，温升不超过28℃。

4.3 风机转子总成

转子总成是离心鼓风机的核心部件，包括主轴、叶轮、平衡盘、推力盘等组件。D(Tb)836-1.95型风机的叶轮采用后弯式叶片设计，材料根据输送介质不同可选：

叶轮制造工艺包括精密铸造、数控加工和动平衡校正。每个叶轮单独进行动平衡测试，剩余不平衡量小于1克·毫米。整个转子组装后，进行高速动平衡测试，确保在工作转速下振动值符合要求。

平衡盘设计用于平衡多级离心风机产生的大部分轴向力，剩余轴向力由推力轴承承受。平衡盘与平衡鼓的径向间隙通常为0.3-0.5毫米，轴向间隙根据计算确定，确保足够的平衡能力。

4.4 密封系统

密封系统对于稀土提纯风机至关重要，既要防止气体泄漏，又要防止润滑油进入气流。

气封：采用迷宫密封结构，利用多次节流膨胀原理减少泄漏。密封齿数通常为6-12齿，齿尖与轴套间隙为0.2-0.4毫米。对于有毒有害气体，可采用充气式迷宫密封，向密封中间通入惰性气体（如氮气），形成气幕阻止工艺气体外泄。

油封：采用接触式机械密封或非接触式碳环密封。机械密封可靠性高但摩擦功耗大；碳环密封依靠碳环与轴套的微小间隙（0.05-0.15毫米）实现密封，几乎无磨损，寿命长。D(Tb)836-1.95型风机通常采用碳环密封，碳环材料为浸渍树脂或金属的石墨，具有自润滑性和良好的耐热性。

碳环密封：由多个碳环分段组成，通过弹簧提供初始压紧力。碳环内表面开有螺旋槽，当轴旋转时产生泵送效应，阻止油液外泄。碳环密封的典型泄漏量小于5毫升/小时，远低于环保要求。

4.5 轴承箱与润滑系统

轴承箱为铸铁或铸钢结构，内部设置有油槽、回油孔等。箱体设计需保证足够的刚性，避免在运行中变形影响轴承对中。轴承箱与机壳之间设有隔热腔，减少机壳高温向轴承传递。

润滑系统采用ISO VG46透平油，粘度指数不低于95。系统配备双联油滤，切换时不影响风机运行。油冷却器根据环境温度可选水冷或风冷，确保油温在合理范围内。油质监测包括在线颗粒计数和定期取样化验，确保润滑油清洁度达到NAS 7级或更高。

五、稀土提纯用风机系列概览

除D(Tb)系列外，稀土提纯工艺中还使用多种专用风机：

“C(Tb)”型系列多级离心鼓风机：中压型多级离心风机，压力范围0.5-1.5个大气压，流量100-600立方米/分钟，主要用于稀土浮选和初级分离工艺。

“CF(Tb)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为浮选槽供气设计，具有气流稳定、气泡细小均匀的特点。采用特殊设计的扩散器，产生微细气泡，提高浮选效率。

“CJ(Tb)”型系列专用浮选离心鼓风机：紧凑型浮选风机，占地面积小，适合空间受限的改造项目。采用集成式设计，风机、电机、润滑系统整体供货，安装简便。

“AI(Tb)”型系列单级悬臂加压风机：单级高速风机，采用悬臂结构，无中间支撑，结构简单。压力可达1.3个大气压，流量范围广，用于工艺辅助系统。

“S(Tb)”型系列单级高速双支撑加压风机：单级双支撑结构，运行稳定性高，转速可达20000转/分钟以上。用于需要高转速、中等压力的场合。

“AII(Tb)”型系列单级双支撑加压风机：改进型单级风机，优化了气动设计和轴承系统，效率比传统单级风机提高3-5个百分点。

六、工业气体输送特性与风机选型

稀土提纯过程中涉及多种工业气体输送，不同气体的物性参数差异显著，风机选型需特别考虑：

空气：最常用的工艺气体，物性稳定。选型时按标准状态（20℃，1个大气压，相对湿度50%）计算。实际运行中需考虑当地大气压和温度变化对性能的影响。

工业烟气：成分复杂，可能含有腐蚀性物质和颗粒物。风机需采用耐腐蚀材料，过流部件厚度增加腐蚀余量。必要时在进气口增设过滤装置。

二氧化碳(CO₂)：密度大于空气（约1.5倍），压缩时温升较空气高。风机需加强冷却，电机功率需按实际介质密度重新计算。

氮气(N₂)：惰性保护气体，性质与空气接近但分子量略小。输送氮气时风机压力和流量略有变化，需在选型时修正。

氧气(O₂)：强氧化性气体，所有接触氧气的部件必须严格脱脂，避免油污引起燃烧事故。密封系统需特殊设计，防止润滑油进入气流。

稀有气体(He、Ne、Ar)：分子量与空气差异大，特别是氦气密度仅为空气的1/7。输送轻质气体时，风机压比可能降低，需重新核算性能曲线。

氢气(H₂)：密度小、易燃易爆，密封要求极高。通常采用双端面机械密封或干气密封，并配备氢气检测和泄漏报警系统。

混合无毒工业气体：根据具体成分比例计算混合气体的分子量、比热比等参数，作为风机选型依据。

气体性质变化对风机性能的影响遵循风机相似定律：流量与转速成正比；压力与气体密度和转速平方的乘积成正比；功率与气体密度和转速立方成正比。选型时必须根据实际输送气体重新计算性能参数，确保电机不过载、不喘振。

七、D(Tb)836-1.95型风机日常维护与故障处理

7.1 日常巡检要点

7.2 定期保养项目

7.3 常见故障及处理

八、风机大修技术要求与装配要点

8.1 大修周期与内容

D(Tb)836-1.95型风机大修周期通常为3-5年或运行24000-40000小时，具体根据实际运行条件和状态监测结果确定。大修内容包括：

8.2 关键装配间隙标准

所有间隙测量需使用专用量具，每个测量点至少取三个方向的数据，确保均匀性。

8.3 转子动平衡标准

大修后转子动平衡要求：

平衡校正以去重法为主，在指定位置钻孔或铣削，避免破坏转子强度。高速平衡时需考虑转子弹性变形的影响，必要时进行多次修正。

九、稀土提纯风机发展趋势

随着稀土提纯技术的进步，对配套风机提出了更高要求：

智能化：配备在线监测系统，实时监测振动、温度、压力、流量等参数，通过大数据分析预测故障，实现预防性维护。

高效化：采用三维流动设计、叶片优化、减少内部损失，提高风机效率。D系列新型号效率已从82%提高到88%以上。

材料升级：针对特殊腐蚀环境，开发新型复合材料叶轮和涂层技术，延长使用寿命。

节能环保：优化系统匹配，减少无用功；采用变频调速，根据工艺需求实时调节；降低噪音，改善工作环境。

模块化设计：将风机分为若干标准模块，便于快速更换和维护，减少停机时间。

十、结语

D(Tb)836-1.95型高速高压多级离心鼓风机作为重稀土铽提纯工艺中的关键设备，其性能直接影响到铽产品的纯度、提取率和生产成本。深入理解该风机的结构特点、工作原理、配件系统和维护要求，对于保障稀土生产线稳定运行、提高经济技术指标具有重要意义。

随着我国稀土产业的转型升级，对高端稀土产品的需求不断增长，对提纯设备的要求也将不断提高。风机技术人员需要不断学习新技术、新工艺，掌握先进的状态监测和故障诊断方法，为稀土工业的可持续发展提供可靠设备保障。

作为风机技术专业人员，我们应当时刻关注行业动态，积极参与技术改造和创新，将最先进的风机技术应用于稀土提纯领域，为提高我国稀土产业的国际竞争力贡献力量。

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