轻稀土(铈组稀土)铈(Ce)提纯风机技术详解与AI(Ce)251-1.80型号应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯 铈(Ce)分离 离心鼓风机 AI(Ce)251-1.80 风机配件 风机维修 工业气体输送 稀土选矿设备

一、稀土矿提纯工艺与风机技术概述

轻稀土(铈组稀土)是稀土元素中较丰富的类别，主要包括镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)等元素。铈作为轻稀土中的重要成员，在冶金、催化、玻璃陶瓷、新能源等领域有着广泛应用。铈的提纯过程涉及采矿、破碎、磨矿、浮选、浸出、萃取、结晶等多个环节，其中离心鼓风机作为关键气体输送设备，在浮选、氧化焙烧、气体保护等工艺中起着不可替代的作用。

在铈提纯工艺中，风机主要承担以下功能：

针对不同的工艺需求，稀土行业开发了专门的风机系列，包括：“C(Ce)”型系列多级离心鼓风机、“CF(Ce)”型系列专用浮选离心鼓风机、“CJ(Ce)”型系列专用浮选离心鼓风机、“D(Ce)”型系列高速高压多级离心鼓风机、“AI(Ce)”型系列单级悬臂加压风机、“S(Ce)”型系列单级高速双支撑加压风机、“AII(Ce)”型系列单级双支撑加压风机等。

二、AI(Ce)251-1.80型风机技术规格与性能特点

2.1 型号解析与基本参数

“AI(Ce)251-1.80”型号的完整解释如下：

该型号风机专门针对轻稀土铈提纯中的气体输送需求而设计，特别适用于中小型稀土分离企业的浮选和气体输送环节。与跳汰机配套使用时，需根据具体工艺参数进行选型确定。

2.2 结构特点与工作原理

AI(Ce)251-1.80型风机采用单级悬臂式结构，这种设计具有以下优势：

风机工作原理基于离心力原理：当电机驱动主轴旋转时，叶轮内的气体随叶轮一起旋转，在离心力作用下从叶轮中心被甩向边缘，动能转化为压力能。气体离开叶轮后进入蜗壳，进一步将动能转化为压力能，最后从出口排出。

该风机的气动性能曲线呈现典型离心风机特征：在稳定工作区内，压力随流量增加而减小，功率随流量增加而增加。实际操作点应选择在效率最高点附近，以确保经济运行。

2.3 材料选择与防腐处理

针对铈提纯过程中可能接触的腐蚀性气体，AI(Ce)251-1.80型风机关键部件采用特殊材料：

三、风机核心配件详解

3.1 风机主轴系统

主轴是离心鼓风机的核心传动部件，AI(Ce)251-1.80采用高强度合金钢锻造主轴，经过调质处理、精密加工和动平衡校正。主轴设计考虑以下因素：

主轴与叶轮采用过盈配合加键连接的双重固定方式，确保在高转速下不松动。轴伸端设有防松装置，防止叶轮在启停过程中产生轴向窜动。

3.2 风机轴承与轴瓦

AI(Ce)251-1.80型风机采用滑动轴承（轴瓦）支撑，相比滚动轴承有以下优势：

轴瓦材料通常为巴氏合金（锡锑铜合金），这种材料具有良好的嵌入性和顺应性，即使有微小杂质进入也不会损伤主轴。轴瓦与主轴间隙控制在主轴直径的千分之1.2至1.5之间，确保形成稳定的油膜。

润滑系统采用强制循环供油，油压保持在0.1-0.15MPa，油温控制在35-45℃之间。润滑油路设有过滤器和冷却器，确保润滑油清洁度和适宜温度。

3.3 风机转子总成

转子总成包括叶轮、主轴、平衡盘、联轴器等部件。叶轮是气体做功的核心部件，AI(Ce)251-1.80采用后弯式叶片设计，叶片数量12-16片，这种设计效率高、噪音低、性能曲线平坦。

叶轮制造工艺严格：

平衡盘安装在主轴末端，用于平衡部分轴向力，减少推力轴承负荷。联轴器采用弹性柱销式，能补偿少量轴对中误差，缓冲扭矩冲击。

3.4 密封系统

密封系统是防止气体泄漏和外界杂质进入的关键，AI(Ce)251-1.80采用多重密封设计：

气封：在叶轮进口处设置迷宫密封，利用多次节流效应减少内部泄漏。迷宫密封间隙控制在0.3-0.5mm，既保证密封效果，又避免与旋转部件摩擦。

油封：在轴承箱两端设置骨架油封或机械密封，防止润滑油泄漏。对于高速部位，采用双唇口油封，增加密封可靠性。

碳环密封：在轴伸出机壳处采用碳环密封，这种密封具有自润滑性、耐高温、摩擦系数小的特点。碳环密封由多个碳环组成，每个碳环在弹簧力作用下与轴保持均匀接触，形成多级密封。碳环密封能适应轴的少量径向跳动和轴向窜动，密封压力可达0.5MPa。

3.5 轴承箱与润滑系统

轴承箱为整体铸造结构，具有足够的刚度和精度。轴承座孔加工精度达到H7级，同心度误差小于0.02mm。轴承箱设有观察窗和油位计，方便日常检查。

润滑系统包括油箱、油泵、过滤器、冷却器、压力开关和温度传感器。系统具有以下保护功能：

四、风机维护与故障处理

4.1 日常维护要点

4.2 常见故障与处理

4.3 大修周期与内容

AI(Ce)251-1.80型风机建议每3-5年或运行20000-30000小时后进行大修，主要内容包括：

五、工业气体输送特殊考虑

5.1 不同气体的输送要求

AI(Ce)系列风机可输送多种工业气体，每种气体需要特殊考虑：

氧气(O₂)：

氢气(H₂)：

二氧化碳(CO₂)：

惰性气体(He、Ne、Ar)：

工业烟气：

5.2 气体性质对风机选型的影响

5.3 系统安全防护

六、铈提纯工艺中风机的应用优化

6.1 浮选工序风机选型

在铈矿浮选过程中，风机提供气泡生成所需空气。AI(Ce)251-1.80型风机适用于中小型浮选槽，选型时需考虑：

优化操作参数：保持稳定气压，避免大幅度波动影响浮选效果；定期清理气体分布器，确保气泡均匀分布。

6.2 氧化焙烧气体控制

铈的氧化焙烧需要精确控制氧气浓度和流量。风机与氧气分析仪、流量计组成闭环控制系统，根据工艺要求自动调节。关键控制点：

6.3 节能措施

七、风机技术发展趋势

随着稀土提纯技术的发展，对风机技术提出更高要求：

八、结语

AI(Ce)251-1.80型单级悬臂加压风机作为轻稀土铈提纯工艺中的关键设备，其设计充分考虑了稀土行业特殊工况要求。从主轴、轴承、密封到材料选择，每个细节都影响着风机的性能和可靠性。正确的选型、安装、操作和维护是确保风机长期稳定运行的关键。

随着我国稀土产业的升级发展，对提纯设备的技术要求将不断提高。作为风机技术人员，我们需要不断学习新技术、新材料、新工艺，为稀土行业提供更高效、更可靠、更智能的风机解决方案，助力我国稀土产业高质量发展。