轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机:AI(Ce)450-1.89型离心鼓风机技术详述

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轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机:AI(Ce)450-1.89型离心鼓风机技术详述

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、铈(Ce)提纯、AI(Ce)450-1.89型离心鼓风机、稀土矿选冶风机、离心鼓风机配件、风机维修、工业气体输送

引言

在轻稀土（铈组稀土）的选矿与提纯工艺链中，离心鼓风机扮演着至关重要的角色。无论是矿浆浮选的气源供给、焙烧烟气的输送，还是特定工序中惰性气体、反应性气体的加压循环，都离不开高性能、高稳定性的专用鼓风机。作为风机技术领域的从业者，我深知设备的可靠性与工艺适配性是保障生产效率与产品质量的基石。本文将围绕铈（Ce）提纯工艺中应用的一款典型设备:AI(Ce)450-1.89型单级悬臂加压离心鼓风机展开，系统阐述其基础知识、型号释义、核心配件构成、维修要点，并延伸讨论输送各类工业气体的风机技术考量。

一、轻稀土提纯工艺与风机的作用概述

轻稀土（铈组稀土）主要包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)等元素。铈的提纯常涉及破碎、磨矿、浮选、焙烧、酸浸、萃取等多个单元操作。在这些工序中，离心鼓风机主要承担两大核心功能：

提供气源动力：在浮选工序中，风机为浮选机提供稳定、适宜压力和流量的空气，形成气泡，实现稀土矿物与脉石的有效分离。专用的浮选鼓风机（如CF/CJ系列）对此有特定要求。 输送工艺气体：在焙烧、还原、干燥或保护气氛等环节，需要输送空气、工业烟气、氧气（O₂）、氮气（N₂）、二氧化碳（CO₂）乃至氢气（H₂）等气体。这些气体的物理化学性质差异巨大，对风机的结构、密封、材料提出了不同要求。

因此，针对不同工段和介质，发展出了如引言中提及的C、CF、CJ、D、AI、S、AII等多种系列化风机型号，以满足从低压大风量到高压精密输送的全面需求。

二、 AI(Ce)450-1.89型单级悬臂加压离心鼓风机详解

AI(Ce)450-1.89是该系列中一款用于铈提纯某特定加压环节的关键设备。其型号解读蕴含着明确的技术参数：

“AI”：代表该风机属于“单级悬臂加压风机”系列。其结构特点是叶轮单级、悬臂式安装（叶轮置于主轴一端，主轴另一端由轴承箱支撑），结构相对紧凑，适用于中等压力和流量场合。 “(Ce)”：标识此风机设计优化适用于铈（Ce）提纯的相关工艺流程。这意味着在材料选择（如接触介质的过流部件防腐处理）、密封设计等方面，已考虑了铈提纯环境可能存在的腐蚀性、湿度等工况因素。 “450”：表示风机在标准进气状态下的额定体积流量为每分钟450立方米。这是风机选型的核心参数之一，直接关系到工艺系统的气体供给能力。 “-1.89”：表示风机在设计流量下的出口静压（表压）为1.89个大气压（即绝对压力约为2.89 atm）。这明确了风机的加压能力。根据型号命名规则，此处没有“/”符号，意味着进口压力为标准大气压（1 atm）。若出现如“1.3/0.95”的表述，则代表出口压力1.3 atm，进口压力0.95 atm。

该型号风机通常用于需要将气体加压至接近2个大气压（表压）的工段，例如某些湿法冶金中的气体搅拌、物料气流输送，或作为前级增压设备。与跳汰机等重选设备配套时，压力（如AI(Ce)400-1.3的1.3 atm）需根据矿物比重、床层厚度等精确计算确定，而AI(Ce)450-1.89则服务于更高压力的需求场景。

三、风机核心配件构成与技术要点

一台高效稳定的AI系列离心鼓风机，依赖于以下关键配件的精密协作：

风机主轴：作为传递电机扭矩、支撑叶轮高速旋转的核心部件，需具备极高的强度、刚性和动平衡精度。材质通常选用高强度合金钢（如42CrMo），并经过调质热处理和精密磨削。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：这是风机的“心脏”，主要由主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等部件组成并精密动平衡校正。叶轮是气体获得能量的直接部件，其设计采用三元流理论进行优化，型线直接影响风机效率。对于输送可能含有腐蚀性成分的气体，叶轮材料可选用不锈钢（如304、316）或进行特种涂层处理。 轴承与轴瓦：AI系列悬臂结构通常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦材料多为巴氏合金，具有良好的嵌入性、顺应性和抗疲劳性能。润滑油在轴与轴瓦间形成稳定的油膜，实现液体摩擦，运行平稳噪音低。轴承的油隙、温度监控至关重要。 密封系统：这是防止介质泄漏、保证安全的核心。 气封（迷宫密封）：通常安装在机壳与轴之间，通过一系列节流齿隙，有效减少高压气体向大气侧的泄漏。油封：位于轴承箱端，防止润滑油外泄。 碳环密封：在输送易燃易爆（如H₂）、贵重或有害气体时，常采用接触式碳环密封。它由多个碳环组成，在弹簧力作用下与轴保持贴合，实现极低泄漏率的密封，安全性高。 轴承箱：承载主轴和轴承的壳体，内部构成完整的润滑油路系统。要求有良好的刚性、散热性和防尘防水结构。油位计、测温孔、透气帽是标准附件。

四、风机常见故障与修理维护要点

针对AI(Ce)系列风机在稀土提纯现场的运行，维修工作应注重预防和精准。

振动超标：这是最常见故障。原因可能是：转子动平衡破坏（叶轮结垢或磨损）、对中不良、轴承（轴瓦）磨损、地脚螺栓松动或基础刚性不足。修理时需重新进行现场动平衡校正，严格按激光对中仪要求调整电机与风机同心度，检查并更换磨损轴瓦。 轴承温度过高：可能因润滑油油质劣化、油量不足、冷却不良、轴瓦间隙不当或负载过大引起。需定期化验油质，清洗油路，确保冷却水畅通，调整瓦隙至设计值。 性能下降（压力/流量不足）：常见原因包括进口过滤器堵塞、密封间隙（特别是迷宫密封或碳环密封）因磨损过大导致内泄漏严重、叶轮腐蚀或积垢。需清洗过滤器，测量并调整或更换密封组件，清洁或更换叶轮。 气体泄漏：重点检查碳环密封或机械密封的磨损情况。碳环属易损件，应定期检查其径向厚度和弹簧弹力，成组更换。对于气封，检查迷宫齿隙是否超差。 日常维护核心：建立以振动、温度、压力监测为基础的预测性维护体系。定期进行润滑油分析，保持润滑系统清洁。对于碳环密封等关键部件，即使未泄漏，也应按运行小时数进行预防性更换。

五、输送不同工业气体的风机技术考量

如前所述，稀土提纯中可能涉及多种气体输送，风机需进行特殊设计：

共性要求：无论何种气体，都必须明确其分子量、密度、绝热指数、腐蚀性、毒性、爆炸极限等基础物化参数，因为这些直接影响风机的压比、功率、材料选择和密封安全等级。 惰性气体（N₂、Ar、He、Ne）：性质稳定，重点在于防止泄漏保证系统纯度，以及考虑高密度气体（如Ar）或极低密度气体（如He）对风机功率和性能曲线的显著影响。密封多采用高标准迷宫密封或干气密封。 氧气（O₂）：强氧化性，忌油。所有接触氧气的部件必须进行严格脱脂处理，轴承润滑需采用特殊氧用润滑脂或设计无油润滑结构（如磁悬浮轴承）。叶轮和流道需选用铜合金、不锈钢等不易产生火花的材料，并控制流速。 氢气（H₂）：密度极小、易泄漏、易燃易爆。输送氢气的风机（常为多级高压型，如D系列）设计难点在于：一是由于气体密度低，为达到所需压力，需要更高的转速或更多的级数；二是密封要求极高，通常采用串联式干气密封或高性能碳环密封组，并配备泄漏监测和氮气隔离系统；三是电机需防爆。 二氧化碳（CO₂）、工业烟气：可能含有水分和酸性成分，需注意低温结露腐蚀和酸露点腐蚀。材料选择上需提高耐蚀等级（如316L不锈钢），机壳可考虑加设保温层或加热夹套，防止冷凝。 混合无毒工业气体：需提供准确的混合气体组分和比例，由风机厂家重新计算性能曲线和轴功率，确保电机选型匹配。

六、总结

在轻稀土铈的提纯这一精密化工业流程中，离心鼓风机绝非通用设备。从为浮选提供动力的CF/CJ系列，到适用于中压加压的AI(Ce)450-1.89型单级悬臂风机，再到应对高压苛刻工况的D系列多级风机，每一种型号都是特定工艺需求与风机技术深度结合的产物。

深入理解如AI(Ce)450-1.89这样的完整型号所承载的技术信息，是正确选型、安装和操作的基础。而对其核心配件:从承受复杂应力的风机主轴，到高效转化的转子总成，再到保障安全运行的轴瓦、碳环密封:的透彻了解，则是实现风机长期稳定运行、降低故障率、提升经济效益的关键。同时，面对多样化的工业气体输送任务，必须牢记“气体特性决定风机特制”的原则，在材料、密封、防爆、防腐等细节上做足功课。

作为风机技术人员，我们的价值在于将标准化的风机产品，转化为工艺线上稳定、高效、安全运行的动力心脏，为稀土这一战略资源的绿色高效提取保驾护航。

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