轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯专用离心鼓风机技术解析：以D(La)75-1.94型号为例

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯，铈组稀土，镧(La)，离心鼓风机，D(La)75-1.94，风机配件，风机维修，工业气体输送，多级离心鼓风机

引言

稀土元素作为“工业维生素”，在现代高新技术产业中扮演着不可或缺的角色。其中，轻稀土（铈组稀土）中的镧(La)，因其在储氢材料、催化、光学玻璃等领域的广泛应用，其提纯工艺要求极为严苛。在整个湿法冶金提纯流程中，从矿石浮选、浸出、萃取到结晶干燥等多个环节，均需要稳定、可靠且精确的气体输送与加压设备。离心鼓风机，以其输送气体洁净、压力稳定、流量可控、运行维护相对简便等特点，成为稀土提纯生产线中的关键动力设备之一。

本文将立足风机技术实践，系统阐述稀土矿提纯用离心鼓风机的基础知识，并重点围绕轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机的典型型号:D(La)75-1.94，深入剖析其技术内涵、核心配件构成、常见维修要点，并对输送各类工业气体的风机选型与应用进行概括性说明，以期为行业内设备选型、运行维护及技术交流提供参考。

第一部分：稀土提纯工艺与离心鼓风机概述

稀土提纯，特别是轻稀土的分离，常采用溶剂萃取法、离子交换法等。这些工艺涉及大量的气体操作单元：

浮选环节：需要向浮选槽中鼓入空气，产生气泡，使稀土矿物选择性附着上浮。此环节对风量、气泡均匀性有要求。

氧化/搅拌环节：某些工艺需向反应釜中通入空气或氧气，以调整稀土离子价态或强化反应。

气流输送与干燥环节：对中间产品或最终产品进行气流干燥或气力输送，要求气体纯净、温度压力可控。

惰性气体保护：在特定敏感工序中，需使用氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体创造无氧环境。

为满足上述不同工况，发展出了系列化的专用离心鼓风机。根据结构、压力、用途的不同，主要包含以下几大系列，均针对稀土（La）工艺进行了适应性设计与材料选择，故在型号中以“(La)”标识：

“C(La)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联，压比适中，效率较高，适用于需要稳定中压气源的流程，如萃取槽搅拌鼓气。

“CF(La)”型与“CJ(La)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为浮选工艺优化设计，注重风量调节范围和运行稳定性，确保浮选气泡细腻均匀。

“D(La)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点机型所属系列。采用高转速设计，叶轮级数多，能产生较高压比，适用于压力需求较高的干燥、输送及高压反应鼓风环节。

“AI(La)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中低压、中等流量的加压点。

“S(La)”型系列单级高速双支撑加压风机与“AII(La)”型系列单级双支撑加压风机：转子两端支撑，运行更平稳，适用于流量较大、对振动要求严格的场合。

可输送的气体介质包括但不限于：空气、工业烟气、二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氧气(O₂)、氦气(He)、氖气(Ne)、氩气(Ar)、氢气(H₂)以及各种混合无毒工业气体。针对不同气体物性（密度、粘度、危险性、腐蚀性），风机材质、密封、冷却系统需进行特殊配置。

第二部分：核心机型深度解读:D(La)75-1.94

D(La)75-1.94是轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机中一款具有代表性的高压鼓风机。让我们逐一拆解其型号含义与技术特性：

“D”：代表该风机属于“D型系列高速高压多级离心鼓风机”。其核心特点是采用齿轮箱增速，驱动一根或多根装有多个叶轮的主轴高速旋转（转速可达每分钟数千至上万转），每级叶轮对气体做功升压，气体经扩压器、回流器导流后进入下一级，逐级累积达到较高出口压力。

“(La)”：明确标识此风机专为镧（La）及其他铈组稀土元素的提纯工艺流程设计与优化，在材料兼容性、防泄漏等级、清洗便利性等方面考虑了稀土化工环境的特点。

“75”：表示风机在标准进口状态（通常指进口压力为1个标准大气压，温度20℃，相对湿度50%，介质为空气）下的额定体积流量，单位为立方米每分钟。即，D(La)75-1.94的设计流量为每分钟75立方米。这是选型的关键参数，需与工艺用气量匹配并留有余量。

“-1.94”：表示风机出口的绝对压力值为1.94个标准大气压（ata）。换算成表压（即超出环境大气压的部分）约为0.94公斤力每平方厘米（kgf/cm²）或约94千帕（kPa）。型号中未出现“/”符号，根据命名规则，即默认进口压力为1个标准大气压。若进口压力非标，则型号中会以“/”分隔并注明进口压力值，例如“D(La)75-0.5/1.94”表示进口压力0.5ata，出口压力1.94ata，风机实际提升的压力（压比）更高。

技术特性与应用定位：
D(La)75-1.94凭借其1.94ata的出口压力，在镧提纯生产线中常担任以下角色：

高压气流干燥系统的气源：将洁净的热空气或惰性气体加压后，喷入干燥塔，对稀土滤饼或结晶进行快速脱水。

气力输送系统的动力源：将粉状或颗粒状的稀土中间产品，通过管道输送至下一工序，避免污染和物料损耗。

高压反应釜的鼓风或搅拌气源：为需要一定压力下进行的化学反应提供气态反应物或强化混合。

工艺气体的增压输送：如将来自空分装置的氮气或氩气增压至工艺所需压力点。

其“高速高压多级”的设计，使其在相对紧凑的结构下实现了较高的单机压比，满足了流程中特定高压节点的需求，避免了使用更庞大的活塞式压缩机或需要串联多台中压风机。

第三部分：风机核心配件详解

以D(La)75-1.94为代表的轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机，其可靠运行依赖于一套精密的核心配件系统。主要部件包括：

风机主轴：作为转子的核心承载件，要求极高的强度、刚性和动平衡精度。通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻制，经调质处理，精加工后需进行探伤检查。其上的轴颈部位尺寸精度和表面光洁度直接影响轴承运行。

风机转子总成：这是风机的“心脏”，由主轴、多级叶轮、定距套、平衡盘（如有）、锁紧螺母等组件构成。叶轮是核心做功部件，多为后弯式或径向出口设计，采用铝合金、不锈钢或钛合金精密铸造或五轴联动加工中心铣制而成，并进行超速试验和严格的动平衡校正（通常要求达到G2.5或更高等级）。转子总成的平衡质量直接决定风机振动水平。

风机轴承与轴瓦：对于高速的D型风机，常采用滑动轴承（轴瓦）以承受高转速下的径向载荷。轴瓦材料多为巴氏合金（锡基或铅基），具有优异的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。润滑油在轴颈与轴瓦间形成稳定的动压油膜，实现液体摩擦。推力轴承则用于承受转子剩余的轴向力。

密封系统：这是防止气体泄漏和润滑油污染的关键。

气封（级间密封与轴端密封）：通常采用迷宫密封。在转子上加工出梳齿，与固定部件上的密封片形成一系列节流间隙，有效减少级间窜气和轴向泄漏。针对有毒、贵重或危险气体，会采用更高效的 “碳环密封”。碳环在弹簧力作用下紧贴轴套，形成柔性接触密封，泄漏量远小于迷宫密封。

油封：位于轴承箱两端，主要防止润滑油沿轴向外泄。常用形式有骨架油封、迷宫油封或填料密封。

轴承箱：容纳和支撑转子两端的轴承，形成独立的润滑油腔。箱体设计需保证足够的刚性和散热能力，内部设有油路、观察窗、温度测点等。

齿轮箱（对于增速型风机）：D系列风机通常集成或外联一个齿轮增速箱，将电机转速提升至风机工作转速。齿轮精度要求极高（通常AGMA 12级或以上），采用强制润滑和冷却。

扩压器与回流器：固定于机壳内的静止部件。扩压器将叶轮出口的高速气体动能转化为压力能；回流器则引导气体以合适的角度进入下一级叶轮进口。

机壳（气缸）：承受气体压力，汇集各级气流。一般为水平剖分式，便于拆装检修。材质根据气体性质选择，稀土工艺中常见铸铁、铸钢或不锈钢。

第四部分：风机常见故障与修理要点

轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机长期在化工环境下运行，维护检修至关重要。以D(La)75-1.94为例，常见故障及修理要点如下：

振动超标

原因：转子动平衡破坏（叶轮结垢、腐蚀、磨损或异物撞击）；对中不良（风机与电机中心偏离）；轴承磨损或间隙过大；地脚螺栓松动；转子部件松动；喘振或旋转失速。

修理：停机检查对中情况并重新校正；检查并紧固所有连接件；拆检转子，清理叶轮，检查磨损情况，重新进行高速动平衡；检查更换轴承（测量轴瓦间隙，研刮或更换新瓦）；检查进气过滤器，避免流道阻塞引发喘振。

轴承温度过高

原因：润滑油质不合格（粘度不对、含水、杂质多）；润滑油量不足或油路堵塞；轴承间隙过小或接触不良；冷却系统故障（冷油器堵塞、冷却水量不足）；轴向力过大导致推力轴承过载。

修理：化验并更换合格的润滑油；检查油泵、过滤器、油路，确保供油畅通；检查调整轴承间隙（特别是推力轴承间隙）；清理冷油器，确保冷却效果；检查平衡盘（管）工作是否正常，消除异常轴向力。

风量或压力不足

原因：进口过滤器堵塞，进气阻力大；密封间隙（尤其是迷宫密封或碳环密封）因磨损过大，内泄漏严重；叶轮腐蚀或磨损严重，做功能力下降；转速未达到额定值（如皮带打滑、变频器问题）；管网阻力变化或工艺用气量超过设计。

修理：清洁或更换进气过滤器；停机检查各级密封间隙，超标则更换密封件；检查叶轮流道，严重磨损需更换叶轮；检查驱动系统，确保转速达标；复核工艺条件与风机设计匹配性。

异常声响

原因：轴承损坏（滚动轴承保持架断裂、滑动轴承巴氏合金脱落）；转子与静止件摩擦（密封擦碰）；齿轮箱齿轮点蚀或断齿；喘振引起的周期性吼叫声。

修理：根据声音位置和特征判断，立即停机排查。拆检相关部件，更换损坏的轴承、密封或齿轮。

气体或润滑油泄漏

原因：轴端密封（气封、油封）失效；机壳中分面或管道法兰密封垫老化损坏；油封唇口磨损或弹簧失效；碳环密封磨损或弹簧力不足。

修理：更换失效的密封件或密封垫；对于碳环密封，检查磨损量，成组更换碳环；均匀紧固中分面螺栓。

预防性维护建议：建立定期点检制度，监测振动、温度、压力、流量等参数；定期进行润滑油分析；根据运行小时数或状态监测结果，计划性大修，更换易损件，全面检查转子、轴承、密封状态。

第五部分：输送不同工业气体的风机考量

在稀土提纯中，风机可能输送多种气体，选型与使用需特别注意：

空气：最常用介质。注意进气过滤，防止灰尘进入。对材质无特殊要求，常规碳钢、铸铁即可。

氧气(O₂)：强氧化性，忌油。风机内部必须彻底脱脂清洗，所有润滑系统必须与气腔严格隔离（采用迷宫密封+氮气吹扫等双重隔离）。材质宜选用不锈钢，避免使用含油轴承（如某些自润滑材料）。S(La)或AII(La)型双支撑风机常用于此。

氮气(N₂)、氩气(Ar)：惰性气体。主要考虑密封性，防止泄漏造成气体浪费或保护气氛失效。碳环密封是良好选择。对材质无特殊氧化要求。

氢气(H₂)：密度小，渗透性强，易燃易爆。风机设计着重于极致防泄漏：采用高性能干气密封或双层迷宫密封加排气引射。流道设计需考虑低密度气体的压缩特性。电气元件需防爆。材质需考虑氢脆可能性。

二氧化碳(CO₂)：可能含水形成碳酸，具有弱腐蚀性。潮湿工况下需考虑不锈钢材质。注意冬季运行时可能产生干冰堵塞。

工业烟气：可能含有腐蚀性成分（如SOx）、粉尘或湿度。需前置高效除尘、脱硫装置。风机材质需耐腐蚀（如316L不锈钢），叶轮可能需做防磨处理（喷涂耐磨层）。C(La)或CF(La)型风机常用于此类前端工艺。

选型通用原则：

气体物性修正：风机样本参数基于标准空气。输送其他气体时，必须根据实际气体的密度、绝热指数等进行功率、压力、流量换算。

材质兼容性：根据气体的腐蚀性、毒性、爆炸性选择合适的壳体、叶轮、密封材质。

密封等级：根据气体价值、危险性确定密封形式（迷宫密封、碳环密封、干气密封等）。

安全规范：氧气、氢气等特殊气体的风机设计、制造、安装需遵守严格的安全标准和规范。

结语

离心鼓风机是轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯现代化生产线中无声的“动力心脏”。从D(La)75-1.94这样的高压核心设备，到遍布流程各处的各类加压、鼓风单元，其稳定高效运行直接关系到产品质量、生产安全和运营成本。深入理解风机型号背后的技术含义，掌握其核心配件的结构与功能，熟悉常见故障的处理与预防方法，并能根据输送介质的特性正确选型与应用，是每一位稀土行业设备与技术管理人员应具备的专业素养。

随着稀土材料需求的增长和工艺的不断进步，对配套风机设备的效率、可靠性、智能化控制也提出了更高要求。未来，更加高效节能的叶轮设计、更可靠的磁悬浮或空气轴承技术、更智能的状态监测与预测性维护系统，将在轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯风机领域得到更广泛的应用，为这一战略产业的持续发展提供更坚实的装备保障。