重稀土铽(Tb)提纯风机:D(Tb)1171-1.50型高速高压多级离心鼓风机技术解析

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯、铽(Tb)分离、离心鼓风机、D(Tb)1171-1.50、风机配件、风机维修、工业气体输送、稀土矿加工

一、重稀土提纯工艺与风机技术概述

稀土元素是现代高新技术产业不可或缺的战略资源，其中重稀土（钇组稀土）因其独特的物理化学性质，在永磁材料、荧光粉、激光晶体等领域具有不可替代的作用。铽(Tb)作为重稀土家族中的重要成员，主要应用于绿色荧光粉、磁致伸缩材料和磁光存储介质，其提纯工艺对分离设备的稳定性和精确性提出了极高要求。

在稀土矿的湿法冶金提纯过程中，离心鼓风机作为关键的气体输送与加压设备，承担着氧化焙烧、气体搅拌、浮选供气、物料输送等重要功能。针对铽(Tb)提纯的特殊工艺需求，我公司研发了专用的“D(Tb)”型系列高速高压多级离心鼓风机，其中D(Tb)1171-1.50型号是专为中等规模铽分离生产线设计的核心设备。

二、D(Tb)1171-1.50型离心鼓风机技术详解

2.1 型号命名规范与技术参数

根据我公司风机型号命名体系，“D(Tb)1171-1.50”具有明确的工程含义：

该型号风机主要设计参数如下：

2.2 结构特点与工作原理

D(Tb)1171-1.50型风机采用轴向进气、径向排气的多级压缩结构。气体从进口消音器进入，经过首级叶轮加速增压后，通过导流器改变流向并引入下一级叶轮，经过多级连续压缩后达到设计压力，最后经蜗壳收集从出口排出。

该型号特别针对重稀土提纯过程中的以下特点进行了优化：

三、关键部件技术解析

3.1 风机主轴系统

主轴是离心鼓风机的核心承载部件，D(Tb)1171-1.50采用42CrMoA合金钢整体锻制，经调质处理后硬度达到HB260-290，再进行精加工和动平衡校正。主轴设计充分考虑高速旋转下的临界转速避让，一阶临界转速高于工作转速的125%，避免共振风险。

针对重稀土提纯环境的特点，主轴在与介质接触的部分采用等离子喷涂碳化钨涂层，厚度0.15-0.25mm，提高抗腐蚀和耐磨性能。主轴与叶轮的配合采用过盈配合加键连接的双重固定方式，确保高速下的可靠连接。

3.2 风机轴承与轴瓦

本型号风机采用滑动轴承支撑，其优点在于阻尼特性好，能有效抑制转子振动，寿命长。轴瓦材料为高锡铝合金（Sn-Sb-Cu系列），巴氏合金层厚度1.5-2.0mm，具有优异的嵌入性和顺应性，能容忍微量异物而不损伤轴颈。

轴承设计采用可倾瓦结构，每副轴承由4-5块独立瓦块组成，瓦块背面为球面支撑，能自动调整形成最佳油膜。润滑油压力维持在0.15-0.20MPa，油膜厚度控制在30-50μm范围内，既保证足够的承载能力，又减少摩擦功耗。

3.3 风机转子总成

转子总成包括主轴、多级叶轮、平衡盘、联轴器等旋转部件的组合体。D(Tb)1171-1.50采用8级叶轮串联，每级叶轮均为后弯式设计，叶片数13片，采用三元流理论设计，效率可达84-87%。

叶轮材料根据输送介质不同而有所区别：

转子装配后需进行高速动平衡，平衡精度达到G1.0级（ISO1940标准），确保在工作转速下振动值低于2.8mm/s。

3.4 密封系统

密封系统是防止气体泄漏和油污污染的关键，D(Tb)1171-1.50采用组合式密封设计：

气封系统：在叶轮进口和级间采用迷宫密封，利用多次节流膨胀原理减小泄漏。迷宫齿尖与轴套间隙控制在0.25-0.35mm，通过精密加工保证间隙均匀。

碳环密封：在轴端采用机械密封与碳环密封的组合。碳环材料为浸渍树脂石墨，具有良好的自润滑性和耐温性。碳环密封原理是依靠弹簧力使碳环端面与轴套形成紧密贴合，实现轴向密封。碳环密封具有以下优点：允许轴有微量浮动，自动补偿磨损，适应一定程度的轴振动和偏心。

油封系统：采用唇形密封与甩油盘组合结构，唇形密封材料为氟橡胶，耐油耐温性能优良。甩油盘利用离心力将沿轴渗漏的润滑油甩回轴承箱。

3.5 轴承箱与润滑系统

轴承箱为铸铁整体铸造，内腔设计有导油槽和回油孔，确保润滑油顺畅循环。箱体与底座之间设有调整垫片，便于安装时对中调整。

润滑系统由油箱、油泵、冷却器、滤油器和监控仪表组成。润滑油选用ISO VG46透平油，油站具有双泵配置（一用一备），油温控制在35-45℃之间。油过滤器精度为10μm，压差超过0.15MPa时发出报警信号。

四、D(Tb)系列与其他系列风机对比

在重稀土提纯工艺流程中，不同工序需要不同类型风机配合：

4.1 “C(Tb)”型系列多级离心鼓风机

适用于中等压力、大流量场合，如氧化焙烧炉的供风系统。与D系列相比，C系列转速较低（通常3000-5000rpm），采用滚动轴承，维护简单但效率略低。

4.2 “CF(Tb)”和“CJ(Tb)”型专用浮选离心鼓风机

专门为稀土浮选工序设计，特点是压力稳定、气流脉动小，能产生均匀细小的气泡。CF系列为常规型，CJ系列为节能型，采用三元流叶轮和变频控制，节能15-20%。

4.3 “AI(Tb)”型系列单级悬臂加压风机

结构紧凑，适用于空间受限的改造项目。叶轮悬臂布置，检修时不需拆卸管路，维护方便。但单级压力有限，通常不超过1.3个大气压。

4.4 “S(Tb)”型系列单级高速双支撑加压风机

采用齿轮箱增速，转速可达20000rpm以上，单级即可达到较高压比。双支撑结构稳定性好，适用于高压小流量场合。

4.5 “AII(Tb)”型系列单级双支撑加压风机

传统双支撑结构，可靠性高，寿命长，但效率相对较低，正逐渐被S系列替代。

五、工业气体输送的特殊考量

在重稀土提纯过程中，除了空气外，还可能使用多种工业气体，不同气体对风机设计有不同要求：

5.1 气体特性与风机适配

5.2 密度修正与性能换算

离心鼓风机的压力与气体密度成正比，当输送非空气气体时，需进行性能换算。换算公式为：
压力换算公式：新气体压力等于标准空气压力乘以新气体密度与空气密度的比值
功率换算公式：新气体功率等于标准空气功率乘以新气体密度与空气密度的比值
流量换算公式：容积流量保持不变（质量流量随密度变化）

例如，D(Tb)1171-1.50设计输送空气时出口压力1.50个大气压，若改输密度为空气0.5倍的氢气，则同样转速下出口压力变为0.75个大气压，所需功率也相应减半。

5.3 材料选择原则

六、风机维护与故障处理

6.1 日常维护要点

6.2 常见故障与处理

振动异常增大：

轴承温度过高：

出口压力下降：

异常噪音：

6.3 大修周期与内容

D(Tb)1171-1.50型风机建议每运行24000小时或4年（先到为准）进行一次大修，主要内容包括：

七、选型与应用建议

7.1 选型参数确定

为重稀土提纯工艺选择风机时，需明确以下参数：

7.2 系统配置建议

对于铽(Tb)提纯生产线，建议采用“一用一备”风机配置，确保连续生产。控制系统应具备以下功能：

7.3 节能措施

八、结语

重稀土铽(Tb)的提纯是一个复杂精细的化工过程，离心鼓风机作为关键动力设备，其性能直接影响产品质量和生产效率。D(Tb)1171-1.50型高速高压多级离心鼓风机针对铽分离的特殊需求，在结构设计、材料选择和密封技术等方面进行了专门优化，能够满足重稀土提纯工艺对气体输送设备的高要求。

随着稀土产业向精细化、高纯化方向发展，对风机技术也提出了更高要求。未来，智能化监控、预测性维护、磁悬浮轴承等新技术将逐步应用于稀土提纯风机，进一步提高设备的可靠性、效率和适应性。作为风机技术人员，我们需要不断学习新技术，深入理解工艺需求，为稀土这一战略资源的高效开发利用提供可靠装备保障。