轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机技术详解：以AI(Ce)2734-1.93型鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：铈(Ce)提纯、稀土矿离心鼓风机、AI(Ce)2734-1.93、风机配件、风机修理、工业气体输送

引言

在稀土矿，特别是轻稀土（铈组稀土）的采选与提纯工艺中，离心鼓风机作为提供关键气源动力的核心设备，其性能的稳定性与可靠性直接关系到生产效率、产品质量与运营成本。轻稀土铈(Ce)的提纯过程，通常涉及矿石的破碎、磨矿、浮选、焙烧、酸浸、萃取等多个环节，这些环节对气体的压力、流量、洁净度以及耐腐蚀性有着各不相同且极为苛刻的要求。针对这些复杂的工艺需求，业界已发展出包括C(Ce)、CF(Ce)、CJ(Ce)、D(Ce)、AI(Ce)、S(Ce)、AII(Ce)等多个专用系列离心鼓风机。本文将聚焦于在铈提纯工艺流程中应用广泛、具有代表性的AI(Ce)2734-1.93型单级悬臂加压风机，系统阐述其技术基础，并深入探讨其关键配件构成、维护修理要点，以及针对不同工业气体的输送适应性。

第一章：轻稀土提纯工艺流程与风机应用概述

轻稀土（铈组稀土）主要包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)等元素。其中，铈的提取是核心之一。其典型湿法冶金提纯流程可简述为：

浮选阶段：原矿经破碎磨细后，利用浮选药剂，在“CF(Ce)”或“CJ(Ce)”型系列专用浮选离心鼓风机提供的气源搅拌充气下，使稀土矿物颗粒附着于气泡，实现与脉石矿物的初步分离。此阶段要求风机提供稳定、均匀、中等风量的空气。

焙烧与浸出阶段：精矿可能需要焙烧，随后进行酸浸。此过程可能涉及“C(Ce)”型系列多级离心鼓风机输送空气或惰性气体（如氮气N₂）用于焙烧气氛控制，或使用加压气体进行搅拌、加压浸出。

萃取与分离阶段：浸出液进入萃取槽，通过多级萃取分离各种稀土元素。此过程需要极纯净、无油、压力稳定的气体（如空气或氮气N₂）进行脉冲搅拌、气动控制或物料输送。此时，对风机的密封性、气体洁净度要求极高。

产品干燥与包装阶段：最终得到的稀土化合物（如碳酸铈、氧化铈）需要干燥。“D(Ce)”型系列高速高压多级离心鼓风机或“S(Ce)”/“AII(Ce)”型系列加压风机可提供高温洁净热风或干燥气体。

在整个流程中，风机不仅提供气动力，其输送的气体介质（空气、氮气、二氧化碳等）本身也可能直接参与化学反应或作为保护气氛。因此，风机型号的正确选型、稳定运行和适应性维护至关重要。

第二章：风机型号编码解读与AI(Ce)2734-1.93型风机详解

我国稀土行业专用离心鼓风机型号编码具有明确的规范，体现了风机的基本结构、性能参数与适用介质。

以通用型号“AI(Ce)400-1.3”为例进行解读：

“AI”：表示风机系列为“单级、悬臂、叶轮悬于电机端（或齿轮箱端）的加压式离心鼓风机”。结构紧凑，适用于中低压、中等流量场合。

“(Ce)”：特指该系列风机适用于铈(Ce)组稀土提纯工艺，在材质选择、密封设计、防腐蚀处理等方面进行了针对性优化。

“400”：表示风机在标准进气状态下的额定流量为每分钟400立方米（m³/min）。这是选型的关键参数之一。

“-1.3”：表示风机的出风口相对压力为1.3个标准大气压（atm），即表压约为0.3 atm (或约30 kPa)。这指明了风机的加压能力。

补充说明：“如果没有‘/’就表示进风口压力是1个大气压。”这意味着该型号标识默认进气压力为常压（1 atm abs）。若进气压力非标，型号中可能会用“/”分隔以示区别。

基于以上解读，我们重点分析轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机AI(Ce)2734-1.93：

系列与结构：AI系列，单级悬臂式。这种结构意味着它只有一个叶轮，叶轮安装在主轴的一端，呈悬臂状。优点是轴向尺寸短，结构简单，维护相对方便。适用于不需要极高压力，但对流量有一定要求的工段，如特定萃取槽的搅拌供气、物料风送或某些干燥环节的辅助供风。

适用工艺：专门针对(Ce)铈提纯，意味着其过流部件（如叶轮、机壳）可能采用耐弱酸腐蚀的不锈钢（如304、316L）或进行特殊涂层处理，以应对工艺环境中可能存在的酸性雾气或腐蚀性介质。

性能参数：

流量：2734 m³/min。这是一个非常大的流量值，表明该风机主要用于工艺中需要大风量输送或换气的环节，例如大型萃取车间的环境气体置换、大容积反应罐的鼓泡搅拌，或是作为前端供风的主风机。如此大的流量要求叶轮直径较大、流道设计优化以保障效率。

压力：出风口压力1.93 atm（表压约0.93 atm 或约94 kPa）。属于中低压范畴。结合大流量参数，说明该风机主要用于克服系统管路和设备的阻力，提供大规模的气体流动，而非用于需要高压的穿透或压滤工序。

选型匹配：该型号的确定，是根据具体工艺流程中的气体需求量（2734 m³/min）和整个下游系统（包括管道、阀门、反应器液位阻力等）计算得出的总阻力（1.93 atm出口压力）进行匹配的结果。确保风机的工作点（流量-压力）落在其高效区内，是保证长期稳定、经济运行的关键。

第三章：AI(Ce)系列风机核心配件技术说明

为确保AI(Ce)2734-1.93这类大风量风机的可靠运行，其核心配件的设计与质量至关重要。

风机主轴：作为传递扭矩、支撑转子的核心部件，必须具有极高的强度、刚度和抗疲劳性能。通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造，经调质热处理，并精加工至很高的尺寸精度和表面光洁度。对于悬臂结构，主轴承受弯矩较大，其支撑跨度和轴承位置的设计尤为关键。

风机转子总成：这是风机的“心脏”。包括叶轮、主轴、平衡盘（如有）、联轴器等。叶轮作为核心气动部件，其型线设计直接决定风机效率、流量和压力。对于输送含尘或腐蚀性气体，叶轮需选用耐磨耐蚀材料，并做动平衡校正至G2.5或更高等级，以保障在大流量下的平稳运行，减少振动。

风机轴承与轴瓦：对于大型高速风机，滑动轴承（轴瓦）比滚动轴承更常用，因其承载能力大、运行平稳、阻尼性能好。轴瓦通常采用巴氏合金（白合金）衬层，具有良好的嵌藏性和顺应性。润滑油系统必须可靠，确保形成稳定的油膜，带走摩擦热。轴承的间隙、油温、振动需要严格监控。

密封系统：这是防止气体泄漏、保证工艺介质纯净和润滑油不污染的关键。

气封与油封：在轴承箱与机壳之间，通常采用迷宫密封或碳环密封组合的形式。碳环密封因其自润滑、低摩擦、适应微小径向跳动等特点，在要求较高的场合广泛应用，能有效隔离工艺气体与润滑油。

轴承箱密封：主要防止润滑油泄漏，多采用骨架油封或机械密封。

轴承箱：是容纳轴承、轴瓦和润滑油的部件，要求有足够的刚性以保持对中性，良好的散热设计，以及可靠的密封。内部油路设计需确保润滑油能均匀、充分地供应到各个润滑点。

第四章：风机常见故障分析与修理要点

针对AI(Ce)2734-1.93这类在严苛工况下运行的大流量风机，常见的故障及修理包括：

振动超标：

原因：转子（叶轮）动平衡破坏（结垢、磨损、腐蚀脱落）；主轴弯曲；轴承（轴瓦）磨损、间隙过大；对中不良；基础松动；喘振（系统工况点落入不稳定区）。

修理：停机检查，重新进行转子动平衡校正；检查并更换主轴或轴瓦；重新对中联轴器；紧固地脚螺栓；调整系统操作点，避免喘振区，可考虑加装防喘振阀。

轴承温度过高：

原因：润滑油量不足、油质劣化、油路堵塞；轴瓦间隙过小或接触不良；冷却系统故障；负载过大或对中不良导致附加载荷。

修理：检查油泵、滤网、冷却器，更换合格润滑油；刮研修刮轴瓦至规定间隙和接触斑点；检查冷却水系统；重新校准对中。

风量或压力不足：

原因：进气过滤器堵塞；叶轮磨损、腐蚀严重，间隙过大；密封（特别是碳环密封）磨损严重，内泄漏增大；转速未达额定值（如皮带打滑、变频器问题）；管网阻力变化。

修理：清洗或更换过滤器；修复或更换叶轮，调整各部间隙；检查并更换磨损的密封组件；检查驱动机及传动系统；复核管网系统。

气体泄漏或油泄漏：

原因：密封件（碳环、油封、气封、法兰垫片）老化、磨损或损坏；壳体或管道有裂纹或砂眼；油位过高或回油不畅。

修理：更换所有失效的密封件；对壳体缺陷进行补焊或更换；调整油位，疏通回油管路。

大修流程建议：应建立定期预防性维护计划。大修时，需对风机进行彻底解体，清洗所有部件，检查测量主轴直线度、叶轮磨损量、轴瓦间隙、密封间隙，更换所有易损件和密封件，重新组装并进行精确对中。大修后，必须进行单机试车，监测振动、温度、电流等参数，合格后方可投入工艺运行。

第五章：输送不同工业气体的风机技术考量

如前所述，稀土提纯中风机输送的气体介质多样。对于AI(Ce)2734-1.93及其他系列风机，输送不同气体时需特别注意：

空气：最常用介质。注意进气过滤，防止灰尘、水分进入。常规材质即可满足。

工业烟气：成分复杂，可能含SO₂、水汽、颗粒物。风机需考虑耐腐蚀材质（如316L不锈钢或更高牌号），加强密封防止泄漏污染环境，并设计清灰或冲洗口。叶轮需考虑耐磨设计。

二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：均为惰性或窒息性气体。重点在于密封的绝对可靠性，防止泄漏导致工艺浓度不达标或工作环境缺氧风险。对于高压输送，需按压力容器规范设计。

氧气(O₂)：强氧化性，助燃。风机必须绝对禁油！所有过流部件需进行严格的脱脂清洗，轴承采用特殊润滑剂或无油润滑，密封采用特氟龙等不燃材料。运行中防止高速摩擦产生局部高温。

氢气(H₂)：密度小，易泄漏，易燃易爆。对风机密封性要求极高，通常采用干气密封等尖端密封技术。结构设计需考虑防静电和防爆要求。壳体强度需专门计算。

氦气(He)、氖气(Ne)：惰性稀有气体，价值高。核心要求是极低的泄漏率，以节约资源。对密封系统（如采用高性能碳环密封或干气密封）的要求最为严苛。

混合无毒工业气体：需明确具体成分比例，按其腐蚀性、爆炸性、密度等最不利因素进行选材和设计。

通用原则：选型时，气体的密度直接影响风机所需的轴功率（功率与气体密度成正比）；气体的绝热指数影响压缩温升和性能曲线；腐蚀性、危险性决定了材质和密封等级。对于AI(Ce)2734-1.93，当其用于输送除空气以外的特定气体时，必须在订货时明确介质条件，以便制造商进行针对性设计和调整。

结论

在轻稀土铈的现代化提纯产业链中，离心鼓风机已非简单的通用动力设备，而是深度定制化、高度专业化的工艺装备。AI(Ce)2734-1.93型单级悬臂加压风机以其大风量、中低压的特点，在特定工艺环节扮演着不可替代的角色。深入理解其型号含义、性能特点，熟练掌握其核心配件技术及维护修理要点，并根据输送工业气体的特性进行科学选型与适配，是保障稀土生产企业稳定、高效、安全、环保运行的核心技术能力之一。作为一名风机技术从业者，我们必须将风机的特性与具体的稀土工艺需求紧密结合，才能让这些“工业肺腑”在稀土提纯的复杂乐章中，精准、有力地发挥其作用，为我国的稀土产业发展提供坚实的装备保障。