轻稀土铈(Ce)提纯风机技术详解:以AI(Ce)116-2.35型号为核心

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)116-2.35、风机配件、风机修理、工业气体输送、稀土矿选矿

一、轻稀土铈(Ce)提纯工艺与风机技术概述

在稀土矿物加工领域，轻稀土（铈组稀土）的提纯分离是一项至关重要的工艺环节。铈(Ce)作为轻稀土中的重要元素，其分离纯化需要经过破碎、磨矿、浮选、焙烧、浸出等多道工序，而其中浮选和焙烧气体输送环节对风机设备提出了特殊要求。离心鼓风机在这些工艺中扮演着关键角色，负责为浮选槽提供充足空气、为焙烧炉输送特定工业气体，并维持系统压力平衡。

轻稀土提纯用风机与传统工业风机存在显著差异，主要体现在：

针对这些特殊需求，我国风机行业开发了专门用于稀土矿提纯的系列离心鼓风机，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以及AII(Ce)型系列单级双支撑加压风机。

二、AI(Ce)116-2.35型风机技术规格与结构解析

2.1 型号解读与基本参数

AI(Ce)116-2.35型离心鼓风机是专门为轻稀土铈提纯工艺设计的单级悬臂加压设备。按照风机命名规则：

该型号风机主要技术特点：

2.2 气动设计与性能曲线

AI(Ce)116-2.35风机采用后弯式离心叶轮设计，叶片型线经过优化，确保在输送不同密度气体时都能保持较高效率。根据离心风机基本方程，风机的压头与叶轮外圆周速度的平方成正比，与气体密度成正比。对于AI(Ce)116-2.35型号，其设计点效率可达82%-85%，在稀土提纯常用工况范围内（流量90-130立方米/分钟）效率保持在80%以上。

性能调节方面，该风机可通过进口导叶调节、变频调速两种方式实现流量和压力的无级调节，满足浮选工艺对气体参数的精确控制要求。当输送介质从空气改为二氧化碳（密度约为空气的1.5倍）时，风机功率需相应增加约50%，电机选型时必须考虑这一因素。

三、AI(Ce)系列风机核心部件详解

3.1 风机主轴与轴承系统

风机主轴是传递扭矩、支撑转子旋转的核心部件。AI(Ce)116-2.35采用42CrMo合金钢锻造主轴，调质处理后硬度达到HB240-280，具有优良的综合机械性能。主轴径向跳动要求小于0.015mm，确保转子动平衡精度。

轴承系统采用滑动轴承（轴瓦）设计，相比滚动轴承具有以下优势：

轴瓦材料为锡锑铜合金（ZChSnSb11-6），工作面浇铸巴氏合金层厚度1.5-2mm。润滑油系统采用强制润滑，油压维持在0.1-0.15MPa，油温控制在35-45℃之间。轴承间隙按主轴直径的0.12%-0.15%设置，对于直径80mm的主轴，轴承间隙为0.096-0.12mm。

3.2 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。AI(Ce)116-2.35的叶轮采用FV520B不锈钢材料，抗拉强度≥980MPa，具有良好的耐腐蚀性和焊接性能。叶轮制造工艺为整体数控加工成型，动平衡精度达到G2.5级（剩余不平衡量小于2.5g·mm/kg）。

叶轮关键参数：

转子临界转速计算采用瑞利法，一阶临界转速为工作转速的1.3倍以上，确保避开共振区。转子动力学分析表明，在正常工作范围内，最大振动速度小于4.5mm/s，符合ISO10816-3标准B级要求。

3.3 密封系统

密封系统对于防止气体泄漏、保持系统压力至关重要。AI(Ce)116-2.35采用组合式密封设计：

气封：迷宫密封结构，密封齿数8道，齿顶间隙0.25-0.35mm。密封材料为铝青铜，具有良好的耐磨性和一定的自润滑性。

油封：骨架油封与迷宫油封结合，防止润滑油外泄。骨架油封材质为氟橡胶，耐温-20℃至200℃，适合稀土提纯现场可能的高温环境。

碳环密封：在高压侧采用碳环密封作为主要密封手段。碳环材料为浸渍呋喃树脂石墨，具有自润滑、耐高温、化学稳定性好等特点。密封环分6段，靠弹簧箍紧力实现径向自紧式密封，密封压力可达0.6MPa。

3.4 轴承箱与润滑系统

轴承箱为铸铁HT250整体铸造，结构刚性好，减振性强。箱体设计有观察窗、温度计接口、油位计等附件，便于日常巡检和维护。

润滑系统包括主油泵（齿轮泵）、辅助油泵（螺杆泵）、油冷却器、双联过滤器、油箱等部件。油路设计为双路供油，一路至径向轴承，一路至止推轴承。过滤器精度10μm，确保润滑油清洁度达到NAS 7级标准。

四、稀土提纯工艺中的风机配置与选型

4.1 不同工艺阶段的风机选择

轻稀土铈提纯通常包括粗选、精选、扫选等多个浮选阶段，不同阶段对风量、风压要求不同：

粗选阶段：处理量大，气泡要求粗大，选用C(Ce)型多级离心鼓风机或CF(Ce)型专用浮选风机，风量范围200-800立方米/分钟，压力1.2-1.5atm。

精选阶段：对气泡大小和分布均匀性要求高，选用CJ(Ce)型专用浮选离心鼓风机，风量50-200立方米/分钟，压力1.5-2.0atm，可通过变频实现精细调节。

高温焙烧阶段：需要输送高温气体（200-400℃），选用D(Ce)型高速高压多级离心鼓风机，采用特殊冷却结构和耐高温材料。

4.2 气体介质适应性

稀土提纯过程中涉及多种工业气体，风机设计需考虑气体特性：

输送空气时：按标准空气密度1.2kg/立方米设计，性能曲线直接适用。

输送二氧化碳时：密度1.83kg/立方米（20℃），相同工况下功率增加52%，需校核电机功率和强度。

输送氧气时：需禁油设计，所有与气体接触部件进行脱脂处理，密封采用无油润滑结构。

输送氢气时：密度仅0.09kg/立方米，需特殊叶轮设计，同时加强密封防止泄漏。

AI(Ce)116-2.35风机在设计时已考虑多种气体介质，通过更换密封材料、调整间隙等方式适应不同气体。例如输送氧气时，碳环密封改用浸渍酚醛树脂石墨，轴承箱采用氮气隔离密封。

五、风机维护、修理与故障排除

5.1 日常维护要点

5.2 定期检修内容

小修（每6个月）：

中修（每2年）：

大修（每5年）：

5.3 常见故障与处理

振动超标：

轴承温度高：

风量不足：

六、稀土提纯工艺中的安全注意事项

6.1 防爆要求

稀土浮选车间可能积聚可燃气体，AI(Ce)116-2.35风机电机需选用防爆型，防护等级不低于ExdⅡBT4。风机本体接地电阻不大于4Ω，防止静电积聚。

6.2 压力容器管理

当风机出口压力大于0.1MPa（表压）时，出口管道和缓冲罐属于压力容器范畴，需按《固定式压力容器安全技术监察规程》管理，定期进行无损检测和安全阀校验。

6.3 气体毒性防护

输送含一氧化碳、二氧化硫等有毒气体时，风机房需设置气体泄漏检测报警装置，安装强制通风系统。维修前必须用氮气或空气充分置换，检测合格后方可作业。

七、未来技术发展趋势

随着稀土提纯工艺的进步，对风机技术也提出了新的要求：

八、结语

AI(Ce)116-2.35型离心鼓风机作为轻稀土铈提纯的关键设备，其设计充分考虑了稀土矿加工的特殊工况要求。从主轴、轴承到密封系统，每一个部件都经过精心设计和选材，确保在腐蚀性气体环境中长期稳定运行。正确的选型、规范的安装、科学的维护是发挥风机最佳性能、保障稀土生产线连续稳定运行的关键。

随着我国稀土产业的持续发展，对提纯设备的技术要求将不断提高。风机技术工作者应深入理解工艺需求，不断优化产品设计，为提升我国稀土资源综合利用水平提供可靠的装备保障。