轻稀土(铈组稀土)镧(La)提纯专用离心鼓风机技术详述:以D(La)1586-1.85型号为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、镧(La)、离心鼓风机、D(La)1586-1.85、风机配件、风机维修、工业气体输送、多级离心风机

前言：离心鼓风机在稀土冶炼分离中的关键角色

在稀土湿法冶金工艺流程中，特别是轻稀土（铈组稀土）如镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等的萃取分离与提纯环节，离心鼓风机是不可或缺的关键动力设备。它主要用于向萃取槽、反应釜等设备提供稳定、洁净且压力适宜的压缩气体，用于鼓泡搅拌、压送料液或提供保护性气氛，其性能直接关系到工艺的连续性、反应效率与产品纯度。作为风机技术专业人员，本文将系统阐述相关基础知识，并重点围绕轻稀土镧(La)提纯中应用的一款典型高压风机:D(La)1586-1.85型号进行深入说明，同时对其核心配件、常见修理要点以及工业气体输送的通用性原则进行详细介绍。

第一章：稀土提纯工艺与风机选型概览

轻稀土（铈组稀土）的提纯主要采用溶剂萃取法、离子交换法等湿法冶金技术。在这些工艺中，风机承担着多重任务：例如，在萃取槽中，通过布风管送入的压缩空气或惰性气体进行鼓泡，强化两相混合与传质；在某些还原或保护工序中，需要输送氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体以隔绝氧气；在压滤或物料输送环节，则需要风机提供稳定气源。不同的工艺段对风机的流量、压力、气体介质、密封性及耐腐蚀性有着截然不同的要求。

因此，风机厂家针对稀土行业开发了系列化产品，以适应多样化的工况：

“C(La)”型系列多级离心鼓风机：通常为中低压、大风量设计，适用于萃取槽鼓气搅拌等对压力要求不高但需要稳定流量的场合。

“CF(La)”与“CJ(La)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土浮选工序优化，注重流量调节范围和运行稳定性。

“D(La)”型系列高速高压多级离心鼓风机：本文重点，适用于需要较高出口压力的工艺环节，如远距离压送气体、穿透较深液层鼓泡、或为高压反应条件提供气源。

“AI(La)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于中等压力和流量的加压场合。

“S(La)”型系列单级高速双支撑加压风机：转子稳定性高，适合较高转速和压力的单级增压。

“AII(La)”型系列单级双支撑加压风机：经典的双支撑结构，运行可靠，维护方便，适用范围广。

这些风机可输送的气体包括但不限于：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。选型时，必须严格根据气体性质（密度、粘度、腐蚀性、危险性等）、工艺所需流量与压力参数进行。

第二章：核心设备详解:D(La)1586-1.85型高速高压多级离心鼓风机

2.1 型号释义与技术参数解读

型号“D(La)1586-1.85”是风机最精炼的技术语言表达，其解读如下：

“D”：代表该风机属于“D型系列高速高压多级离心鼓风机”。多级意味着风机内部有多个叶轮串联在同一根主轴上，气体逐级获得能量，从而达到较高的出口压力。高速通常指转子工作转速较高，以在紧凑结构下实现高能头输出。

“(La)”：明确标注此风机专为或常用于镧(La)元素的提纯工艺流程。这通常意味着在材质选择、密封配置等方面考虑了镧提纯特定工况（如可能接触的酸碱气氛、对洁净度的要求等）。

“1586”：表示风机在标准进气状态下的额定体积流量为每分钟1586立方米。这是风机选型的核心参数之一，必须满足工艺的气量需求。

“-1.8”：表示风机出口的表压为1.8个大气压（即绝对压力约为2.8个大气压）。这是一个重要的压力参数，决定了气体能够克服管网阻力并到达工艺点时的有效压力。型号中未出现“/”及进口气压力值，根据惯例，这表示默认的进口压力为1个标准大气压（绝压）。

因此，D(La)1586-1.85风机的基本特性是：专为镧提纯工艺设计，能在标准进气条件下，每分钟输送1586立方米的介质气体，并将其压力提升1.8个大气压（表压）的高速、多级离心式鼓风机。

2.2 结构特点与工作原理

D型风机为多级结构，核心组件包括：进气室、多级叶轮与扩压器组成的级组、蜗壳（或出口扩压器）、主轴、轴承系统、密封系统、齿轮箱（若为齿轮增速型）及润滑系统等。

其工作原理是：驱动电机（可能通过增速齿轮箱）带动风机主轴高速旋转，固定在轴上的多个叶轮随之转动。气体从进气室轴向进入第一级叶轮，在高速旋转的叶轮叶片作用下获得动能和压力能；流出叶轮后进入扩压器，速度降低，部分动能转化为压力能；然后气体进入下一级叶轮，再次获得能量。如此逐级叠加，最终在风机出口达到设计压力。由于是多级压缩，每级压缩比较小，有利于提高效率和降低气体温升（必要时需设置级间冷却）。

高速设计使得单级叶轮能产生更高的压头，因此在达到相同总压比的情况下，可以减少叶轮级数，缩小风机体积。但高速也带来了对转子动平衡、轴承、密封更苛刻的要求。

第三章：风机核心配件解析

风机的可靠性、效率和寿命很大程度上取决于其关键配件的性能与质量。以下结合D型风机特点进行说明：

风机主轴：作为转子的核心骨架，承载所有旋转部件并传递扭矩。必须采用高强度合金钢锻造，经过精密加工和热处理，具有极高的刚度、强度和疲劳抗力。其临界转速必须远高于工作转速，以避免共振。

风机转子总成：包含主轴、各级叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等组成的旋转整体。叶轮是核心做功部件，需根据气体介质特性选用不锈钢、特种合金等材料，并经过精密铸造或焊接、数控加工而成。动平衡等级要求极高，通常要求达到G2.5或更高标准，以减小振动。

风机轴承与轴瓦：高速高压风机常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦内衬巴氏合金等耐磨减摩材料，依靠动压润滑油膜支撑转子。其设计、加工和装配质量直接影响转子稳定性和寿命。需要保证良好的油膜刚度、阻尼特性和散热性能。

轴承箱：容纳轴承、提供润滑油路和冷却空间的部件。要求刚性足、对中性好，确保轴承座孔精度，并能有效导走轴承产生的热量。

密封系统：防止气体沿轴端泄漏和润滑油进入流道的关键。

气封：通常指级间密封和轴端的气体密封，常见形式有迷宫密封。在D型高压风机中，为减少内泄漏，提高效率，迷宫密封的间隙要求非常精密。

油封：主要用于防止轴承箱的润滑油外泄。常用骨架油封或机械密封。

碳环密封：在输送易燃、易爆、有毒或贵重气体（如氢气、氮气）时，常采用接触式或非接触式碳环密封作为轴端主密封。它由多个碳环组成，耐磨性好，具有良好的密封性能，并能适应一定的轴跳动。

在输送特殊工业气体时，密封系统的选择和配置尤为关键，可能需要干气密封等更高级的密封形式。

第四章：风机常见故障与修理要点

风机在长期运行后会出现磨损、振动等故障，及时专业的维修是保障生产的关键。

振动超标的处理：这是最常见故障。原因包括：转子动平衡失效（叶轮结垢、磨损不均、部件松动）、对中不良、轴承磨损、轴瓦间隙过大、基础松动等。修理时需重新进行现场动平衡校准，检查并调整对中，更换磨损的轴承或轴瓦。

轴承（轴瓦）温度过高：原因可能是润滑油品质不佳、油量不足、冷却不良、轴瓦间隙过小、负载过大或轴承损坏。需检查润滑系统，调整间隙或更换轴瓦。

风量或压力不足：可能因过滤器堵塞导致进气不足、密封间隙（特别是内部迷宫密封）磨损过大导致内泄漏加剧、转速下降、或叶轮腐蚀磨损严重。需检查清洗过滤器，测量并调整密封间隙，检查驱动系统，必要时修复或更换叶轮。

异常噪音：可能源于轴承损坏、转子与静止件摩擦（如气封摩擦）、喘振等。需停机仔细检查，排除摩擦点，检查并消除喘振原因（如调整工况点、检查防喘振阀）。

气体泄漏：轴端密封（碳环密封、迷宫密封等）磨损或损坏是主因。需停机更换密封件。对于碳环密封，需检查弹簧弹力和环的磨损情况。

修理通用原则：任何修理工作都必须建立在精确测量和诊断的基础上。拆卸时应做好标记，记录原始数据（如间隙、对中值）。更换配件需使用原厂或同等以上质量的备件。修理后必须严格按照规程进行重新对中、平衡调试，并逐步进行试运行。

第五章：输送工业气体的特殊考量

当D(La)1586-1.85或其他系列风机用于输送除空气以外的工业气体时，设计和运行需额外注意：

气体性质的影响：

密度：气体密度直接影响风机的压升和轴功率。输送氢气(H₂)等轻气体时，压升降低，需重新核算性能；输送二氧化碳(CO₂)等重气体时，压升增加，电机可能过载。性能换算需依据风机定律（压力与密度成正比，轴功率与密度成正比）进行。

腐蚀性：如输送含酸性组分的工业烟气，风机过流部件（叶轮、蜗壳、进气室）需选用耐蚀材料（如316L不锈钢、双相钢、涂层保护等）。

毒性/危险性：输送氧气(O₂)时，必须绝对禁油，所有接触氧气的部件需进行脱脂处理，防止燃爆；输送氢气(H₂)时，对密封性要求极高，通常采用碳环密封或干气密封，并考虑防爆电机和电气元件。

纯度要求：输送高纯气体（如保护性氩气Ar），需确保风机内部清洁、无污染，密封需能防止外界空气渗入。

密封的特殊要求：如前所述，针对不同气体，密封形式需专门选配。氧气风机用氮气进行密封隔离；氢气风机需采用极致防漏的密封。

材料兼容性：确保所有与气体接触的材料（金属、密封材料、润滑油蒸汽隔离等）不会与气体发生不良反应。

安全规范：严格遵守特定气体的安全输送、操作和维修规程，特别是在易燃、易爆、助燃或有毒气体的情况下。

第六章：总结与展望

D(La)1586-1.85型高速高压多级离心鼓风机代表了在轻稀土镧提纯高压气力输送与搅拌环节的专用化、高性能装备水平。正确理解其型号含义、深入掌握其结构原理、关键配件特性以及维护修理要点，是保障稀土冶炼生产线稳定、高效、安全运行的技术基础。

同时，风机的应用绝非孤立，必须紧密结合具体输送的工业气体性质进行针对性的选型、配置和维护。随着稀土材料需求的增长和工艺的不断进步，对配套风机的效率、可靠性、智能化控制和适应性提出了更高要求。未来，稀土提纯专用风机将朝着更高能效、更智能的状态监测与故障诊断、更广泛的材料与密封适应性以及更全面的气体处理解决方案方向发展。

作为风机技术从业者，我们需不断深化对工艺的理解，加强与用户的沟通，提供从精准选型、专业安装、科学维护到定制化改造的全生命周期服务，为提升我国稀土产业链的装备水平与竞争力贡献力量。