轻稀土钕(Nd)提纯离心鼓风机技术详解:以AII(Nd)2118-1.47型号为核心

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轻稀土钕(Nd)提纯离心鼓风机技术详解:以AII(Nd)2118-1.47型号为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土钕提纯、离心鼓风机、AII(Nd)2118-1.47、风机配件与维修、工业气体输送、稀土冶炼专用风机

引言

在轻稀土（铈组稀土）的湿法冶金工艺中，尤其是钕（Nd）的萃取分离、沉淀结晶等关键提纯环节，稳定、可靠且参数匹配的离心鼓风机是不可或缺的核心动力设备。它承担着为氧化、搅拌、气浮、物料输送及环境控制等工序提供特定压力与流量气体的重任。其性能的优劣直接关系到生产线的连续性、产品的纯度及生产能耗。本文将系统阐述稀土矿提纯用离心鼓风机的基础知识，并重点围绕AII(Nd)2118-1.47型单级双支撑加压风机展开详细说明，同时涵盖风机关键配件、常见维修要点，以及对输送各类工业气体的适应性分析。

第一章：稀土提纯工艺对离心鼓风机的核心需求

轻稀土钕的提纯，通常涉及焙烧、酸溶、萃取、沉淀、煅烧等多道工序。风机在其中主要承担：

氧化/反应气体供给：如向反应釜中通入空气或氧气，促进特定价态稀土离子的形成或进行氧化反应。 搅拌与气浮动力：为搅拌槽或浮选设备提供均匀的气流，强化传质过程或实现矿物分离。 物料风动输送：输送干燥后的稀土粉末或中间产物。 环境气体控制：提供惰性气体（如氮气、氩气）进行保护，或输送烟气进行尾气处理。

这些应用场景要求风机不仅具备基本的压升和流量性能，更需具备良好的气体介质适应性、运行稳定性、耐腐蚀/磨损能力以及精确的可调节性。

第二章：稀土提纯专用离心鼓风机主要系列概述

针对稀土冶炼的不同工况，发展出多个专用风机系列，以满足从常压到高压、从小流量到大流量的不同需求：

“C(Nd)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联结构，单级压升适中，总压比高。适用于需要中等流量、较高出口压力的工艺环节，如物料的长距离风送或需要穿透较深液层的曝气工序。结构相对复杂，但效率较高。 “CF(Nd)”与“CJ(Nd)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为稀土浮选工艺优化设计。重点关注气流的稳定性、微气泡生成能力以及应对矿浆泡沫环境的适应性。通常在进气过滤、防泡沫侵入密封等方面有特殊设计。 “D(Nd)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用高转速设计（通常配备齿轮增速箱），结合多级压缩，可实现很高的出口压力。适用于对压力要求极为苛刻的环节。其型号解读如“D(Nd)300-1.8”：其中“D”代表该系列；“300”表示额定流量为每分钟300立方米；“-1.8”表示出口绝对压力为1.8个标准大气压（绝压）。默认进口气体压力为1个标准大气压（绝压），若有特殊进气压力要求，会以“/”分隔表示，例如“D(Nd)300/0.95-1.8”表示进气压力为0.95个大气压。 “AI(Nd)”型系列单级悬臂加压风机：叶轮悬臂安装在主轴一端，结构紧凑，维护方便。适用于中低压力、中小流量的场合。但对转子动平衡精度要求高，轴承负荷较大。 “S(Nd)”型系列单级高速双支撑加压风机：转子两端支撑，运行稳定性好，采用高速直驱或增速技术，单级即可获得较高压升。适用于需要紧凑结构但压力需求高于常规单级风机的工况。 “AII(Nd)”型系列单级双支撑加压风机：本文重点机型所属系列。它采用单级叶轮，转子由位于叶轮两侧的轴承支撑。这种结构兼具了单级风机结构相对简单、维护便捷的优点，以及双支撑转子刚性高、运行平稳、适用于更宽流量范围和更高压升需求的优势。是稀土提纯中应用广泛的“主力机型”。

第三章：核心机型深度解析:AII(Nd)2118-1.47型离心鼓风机

AII(Nd)2118-1.47型号是该系列中的典型代表，其命名规则解析如下：

“AII”：表示系列代号，即单级双支撑结构。 “(Nd)”：强调其针对钕（轻稀土）提纯工艺进行过优化设计和材料选择，具备更好的介质兼容性。 “2118”：通常为核心性能参数编码。“21”可能关联叶轮直径或设计序列，“18”常表示额定流量参数，此处可解读为额定流量约为每分钟180立方米（具体需对照厂家性能曲线表）。不同厂家编码规则略有差异，但数字组合一定对应确定的性能点。 “-1.47”：表示风机出口设计绝对压力为1.47个标准大气压（绝压），即能提供约0.47个大气压的表压（gage pressure）。这个压力范围非常适合稀土湿法冶炼中大多数反应釜的鼓泡、搅拌及低压输送需求。

该型号风机的技术特点：

结构稳健：双支撑轴承箱设计，使得主轴挠度小，临界转速高，运行平稳可靠，振动值低，特别适合连续长周期运行。 效率与工况匹配：叶轮采用针对稀土冶炼常用气体（如空气）优化的后向叶片或三维设计，在额定点附近效率高，且性能曲线平坦，能在一定工艺参数波动下稳定工作。 密封性强：针对可能存在的腐蚀性气体或粉尘，配备了加强型密封系统，如碳环密封、迷宫密封与气封的组合，有效防止气体泄漏和外部杂质进入。 材质与防腐：过流部件（如机壳、叶轮）可根据输送气体成分（如含少量酸性气体的空气）选用不锈钢或特种涂层，提高耐蚀性。主轴通常采用高强度合金钢，表面进行防腐处理。 驱动与调节：常配备防爆电机，可通过变频器进行无极调速，精准控制风量和压力，适应萃取、沉淀等工序的参数变化需求。

第四章：风机核心配件详解

以AII(Nd)2118-1.47为例，其关键配件的状态直接影响整机性能：

风机主轴：作为传递扭矩和支撑旋转部件的核心，要求极高的强度、刚性和抗疲劳性。材质常为40Cr、42CrMo等合金钢，经调质处理和精密加工。其轴颈与轴承配合处有严格的尺寸公差和表面粗糙度要求。 风机转子总成：包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器部件等。叶轮是做功心脏，其动平衡精度至关重要，不平衡会导致剧烈振动。叶轮与主轴的装配多采用过盈配合加键连接，确保传递力矩。 风机轴承与轴瓦：对于AII(Nd)这类双支撑风机，常采用滑动轴承（轴瓦）。轴瓦材料多为巴氏合金，具有良好的嵌藏性和顺应性，需强制润滑油润滑。维护中需监控轴承温度、间隙及润滑油质。 轴承箱：容纳轴承、储存或引导润滑油的壳体。要求刚性足、散热好，密封可靠防止漏油。箱体上设有测温、观察油位等接口。 密封系统： 气封（迷宫密封）：安装在机壳与转轴之间，通过一系列节流齿隙来减少气体泄漏，属于非接触式密封。 碳环密封：由多个分割的碳环组成，在弹簧力作用下紧贴轴套，形成接触式密封。常用于压差不大但要求泄漏量极低的场合，或作为油封的辅助密封，防止润滑油蒸汽进入流道。耐磨、自润滑性好。油封：主要用于轴承箱端部，防止润滑油外泄。常见的有骨架油封或机械密封。

第五章：风机常见故障与维修要点

针对稀土提纯生产线连续运行的特点，风机的预防性维护和及时修理至关重要。

振动超标：原因：最常见为转子动平衡破坏（叶轮腐蚀、磨损、结垢不均）；对中不良（联轴器对中精度超差）；轴承磨损（间隙过大）；基础松动。维修：停机校验动平衡；重新精密对中；更换轴瓦或调整间隙；紧固地脚螺栓。需使用振动分析仪辅助诊断。 轴承温度过高：原因：润滑油不足或变质；轴瓦刮研不良，接触不佳或间隙过小；冷却系统故障；负载过大。维修：检查油位、油质，换油；研修或更换轴瓦；疏通冷却水路；检查系统阻力是否异常。 风量或压力不足：原因：进口过滤器堵塞；密封间隙（气封、碳环密封）磨损过大，内泄漏严重；叶轮磨损或腐蚀，效率下降；转速未达额定值。维修：清洗或更换滤芯；检查并调整或更换密封件；检测叶轮尺寸，修复或更换；检查电机及传动系统。 异常声响：原因：轴承损坏；转子与静止件摩擦；叶轮松动；喘振现象。维修：立即停机检查。重点检查轴承、主轴及叶轮锁紧装置。如是喘振，需调整运行点，避开不稳定工况区。 气体或润滑油泄漏：原因：油封或碳环密封失效；壳体或管道连接处密封件老化。维修：更换损坏的密封件。对于碳环密封，需检查碳环磨损量和弹簧压力。

大修流程通常包括：解体检查、清洗、测量各部件磨损与间隙、更换所有易损密封件和轴承、转子动平衡校正、重新装配并严格对中、单机试车和性能测试。

第六章：输送不同工业气体的特殊考量

稀土提纯中，风机可能输送多种气体，选型与维护需区别对待：

空气：最常用介质。注意过滤空气中的粉尘和腐蚀性成分，防止磨损叶轮和气封。 工业烟气：可能含尘、高温、具腐蚀性。需前置高效除尘、降温装置，风机过流部件选用耐热、耐蚀材料，加强密封防泄漏。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)：惰性或窒息性气体。重点保证所有密封（尤其是轴封）的绝对可靠性，防止泄漏造成工艺浓度不达标或安全隐患。密封形式可能需升级。 氧气(O₂)：强氧化性，忌油。润滑系统必须绝对防漏，轴承箱的油封需采用特殊设计。流道需彻底脱脂清洗，材质选用铜合金或不锈钢，避免高速摩擦产生火花。 氢气(H₂)、氦气(He)、氖气(Ne)：氢气密度小、易泄漏、易燃易爆；氦气、氖气为惰性稀有气体，价格昂贵。对这类气体，风机设计的核心是零泄漏。通常采用干气密封、磁力耦合驱动等无泄漏技术，或对碳环密封系统进行特别优化。壳体密封要求极高。 混合无毒工业气体：需明确混合气体的具体成分、比例、平均分子量、密度、绝热指数等物性参数，这些将直接影响风机的压升、功率和性能曲线，必须根据实际气体重新核算和选型。

结论

AII(Nd)2118-1.47型离心鼓风机作为轻稀土钕提纯工艺中一款经典的单级双支撑加压设备，以其结构稳定、运行可靠、维护便捷的特点，在保障生产连续性和产品品质方面发挥着关键作用。深入理解其型号含义、核心配件构成以及针对不同工业气体的适应性，是进行正确选型、高效操作和科学维修的基础。对于风机技术人员而言，掌握从C(Nd)到D(Nd)等各系列风机的特性，并能精准实施对主轴、轴承轴瓦、转子总成及各类密封的维护与故障排除，是确保整个稀土提纯生产线气动系统“心脏”持久健康跳动的重要技能。随着稀土材料需求的增长和工艺的不断进步，对专用离心鼓风机的效率、智能控制和介质适应性也提出了更高要求，这将是该领域技术持续发展的方向。

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