轻稀土钕(Nd)提纯风机技术详解：以AII(Nd)2618-2.67型离心鼓风机为核心

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轻稀土钕(Nd)提纯风机技术详解：以AII(Nd)2618-2.67型离心鼓风机为核心

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯，钕(Nd)，离心鼓风机，AII(Nd)2618-2.67，风机配件，风机维修，工业气体输送，轴瓦，碳环密封，稀土选矿

引言

在稀土冶炼与分离提纯，特别是轻稀土（铈组稀土）如钕(Nd)的提取工艺中，离心鼓风机扮演着不可或缺的关键角色。从矿石浮选、浸出、到萃取分离、沉淀煅烧等多个环节，均需要风机提供稳定、可靠且参数匹配的气体动力，用于物料的流态化输送、氧化或还原气氛的创造、工艺尾气的处理等。风机的性能直接关系到生产效率和产品质量。本文将围绕轻稀土钕提纯工艺中应用的离心鼓风机，特别是以AII(Nd)2618-2.67型单级双支撑加压风机为例，系统阐述其基础知识、型号解析、核心配件构成、维护修理要点，并对输送各类工业气体的风机选型与应用进行说明。

第一章：轻稀土提纯工艺与风机应用概述

轻稀土（镧、铈、镨、钕等）的提纯是一个复杂的物理化学过程，通常包括采矿、选矿（浮选）、精矿分解、萃取分离、沉淀与灼烧等步骤。在此流程中，风机主要应用于：

浮选环节（CF/CJ系列）：向浮选槽底部鼓入空气，产生气泡，使含稀土矿物附着上浮，实现与脉石的分离。此环节对风量的稳定性和可调性要求高。 浸出与搅拌环节（A/AII系列）：向反应釜或浸出槽底部通入空气或特定气体，进行气动搅拌，强化传质与化学反应。 萃取与反萃环节：可能需要输送空气或惰性气体（如N₂）进行气氛保护或物料压送。 煅烧与焙烧环节（D/S系列）：为回转窑、焙烧炉等提供高压空气或特定工艺气体（如O₂用于氧化焙烧），要求风机具备较高的压升能力。 尾气处理与环保环节（C系列）：输送工业烟气、处理后的废气等。

因此，针对不同工艺段的气体介质（空气、O₂、N₂、酸性烟气等）、压力、流量及洁净度要求，需选用不同系列和型号的专用风机。

第二章：风机型号体系详解与AII(Nd)2618-2.67解析

稀土提纯用风机通常在通用系列型号中加入“(Nd)”标识，代表适用于钕提纯工艺或在此工艺中常用。

C(Nd)系列：多级离心鼓风机，适用于中高压力、大风量的空气或无毒工业气体输送，常用于尾气循环或工艺主风机。 CF(Nd)与CJ(Nd)系列：专用浮选离心鼓风机，强调流量调节范围和运行稳定性，是选矿厂的核心设备。 D(Nd)系列：高速高压多级离心鼓风机，转子转速高，单级压升大，结构紧凑，适用于需要较高出口压力的煅烧、气力输送等环节。 AI(Nd)系列：单级悬臂加压风机，结构简单，维护方便，适用于中低压力场合。 S(Nd)系列：单级高速双支撑加压风机，转速高，采用齿轮箱增速，效率高，适用于洁净气体。 AII(Nd)系列：单级双支撑加压风机，转子两端支撑，运行平稳可靠，承载力强，适用于中等流量和压力，且介质可能带有轻微腐蚀性或杂质。

型号命名规则示例：
以“D(Nd)300-1.8”为例：D代表D系列高速高压多级离心鼓风机；(Nd)表示钕提纯关联型号；300表示风机在设计工况下的进口流量为300立方米/分钟；-1.8表示风机出口的表压为1.8个标准大气压（即绝压约为2.8ata）。默认进风口压力为1个标准大气压（绝压）。

核心型号：AII(Nd)2618-2.67深度解析

系列：AII(Nd)。表示这是AII系列的单级双支撑加压风机，专为或常用于钕提纯工艺。双支撑结构意味着转子两端由轴承支承，稳定性优于悬臂式（AI系列），能承受更大的转子重量和更宽的工作范围。 流量参数：2618。通常代表风机在设计工况下的流量，单位是立方米/分钟（m³/min）。即该风机设计流量约为2618 m³/min。这是一个大风量参数，适用于需要大量气体参与反应的工艺段，如大型浸出槽的鼓风搅拌或浮选系统的供气。 压力参数：-2.67。表示风机出口的增压值为2.67个标准大气压（表压）。即出口绝对压力约为3.67 ata。此压力等级属于中压范畴，能够克服较高的管网阻力，满足气体深入液体或通过较长管道、较多管件的工艺要求。 综合意义：AII(Nd)2618-2.67型风机是一款大流量、中压、高可靠性的单级离心鼓风机。它特别适合在轻稀土钕提纯过程中，对气体洁净度要求不是极端严格（允许微量杂质），但需要长期连续、稳定可靠地提供大量中压气源的工段。其双支撑设计确保了在应对可能存在的工艺波动或介质轻微变化时，具有更好的机械稳定性。

第三章：风机核心配件与子系统详解

为确保AII(Nd)2618-2.67这类风机的性能与寿命，其内部核心配件至关重要。

风机主轴：作为整个转子系统的核心承力与动力传递部件，要求极高的强度、刚性和动态平衡精度。通常采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造而成，经过精密加工、热处理（调质）和探伤检验。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：包括主轴、叶轮、平衡盘（如有）、联轴器等部件的组合体。叶轮是关键的气动元件，其三元流设计决定了风机的效率、压升和流量特性。对于输送非空气介质，叶轮材料需考虑耐腐蚀性（如不锈钢316L）。转子总成在组装后必须进行高精度动平衡校正，通常要求达到G2.5或更高等级，以减小振动。 轴承与轴瓦：对于AII(Nd)这类大型风机，滑动轴承（轴瓦）的应用比滚动轴承更普遍。轴瓦通常采用巴氏合金（锡基或铅基）衬层，具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力。润滑油在轴与轴瓦间形成稳定的动压油膜，实现液体摩擦，承载转子重量并降低摩擦损耗。轴承箱的设计需保证充分的润滑油供应和冷却。 密封系统： 气封（迷宫密封）：安装在机壳与转轴之间，通过一系列环状齿隙形成曲折的泄漏路径，有效减少高压气体向低压端的泄漏。结构简单，非接触，可靠性高。 碳环密封：一种接触式或微接触式密封。由多个碳环组成，在弹簧力作用下轻微抱紧转轴，实现更有效的气体密封，尤其适用于有一定危险性或需要更高密封等级的气体（如H₂、O₂）。碳环具有自润滑性，磨损后可自动补偿。油封：主要用于轴承箱两端，防止润滑油外泄和外部灰尘、水汽进入轴承箱。通常采用骨架橡胶油封或机械密封。 轴承箱：容纳轴承（轴瓦）和润滑油的外壳。它是一个独立的润滑系统，包括油箱、油泵（主泵及辅助泵）、冷却器、滤油器、液位计、温度及压力传感器等。其作用是持续为轴承提供清洁、温度适宜的润滑油，并带走摩擦产生的热量。

第四章：风机运行维护与常见故障修理

对于AII(Nd)2618-2.67等稀土提纯风机，预防性维护和精准修理是保障生产连续性的关键。

一、日常巡检与维护

振动监测：定期使用振动仪监测轴承座各方向的振动速度或位移值。振动异常增大往往是转子不平衡、对中不良、轴承磨损或油膜失稳的先兆。 温度监测：检查轴承温度（通常应低于75℃）、润滑油温及冷却器进出口温差。异常高温可能指示冷却不良、润滑不足或摩擦加剧。 润滑系统检查：检查油位、油质（定期取样化验，检测粘度、水分、金属颗粒含量）、滤油器压差。确保润滑油清洁、性能达标。 声音监听：使用听棒监听轴承箱和机壳内部运行声音，有无异常摩擦、冲击声。

二、常见故障与修理要点

振动超标：原因：转子积垢（输送含尘气体时）导致动平衡破坏；叶轮磨损或腐蚀不均；联轴器对中数据超差；基础松动；轴承（轴瓦）磨损间隙过大；发生油膜涡动或振荡。修理：停机，重新进行转子动平衡校正；检查并重新对中联轴器（推荐使用激光对中仪）；紧固地脚螺栓；检查并更换轴瓦，调整轴承间隙；检查润滑油粘度及供油压力，对于油膜失稳，可尝试更换不同粘度的润滑油或采用抑振轴承结构。 轴承温度高：原因：润滑油量不足或变质；冷却器效率下降（结垢、堵塞）；轴瓦刮研不良，接触面积不够或局部高点接触；轴承间隙过小；负载过大。修理：补充或更换合格润滑油；清洗冷却器；重新刮研轴瓦至接触点要求（通常要求接触面积≥70%，且均匀分布）；调整轴承间隙至设计值；检查系统阻力，确认风机是否在超压工况下运行。 风量或压力不足：原因：进口滤网堵塞；密封（迷宫密封、碳环密封）磨损严重，内泄漏增大；叶轮磨损严重，气动性能下降；转速未达到额定值（如皮带打滑）；管网阻力变化（如阀门未全开、管道堵塞）。修理：清洗或更换进口过滤器；拆卸检查并更换磨损的密封组件；对叶轮进行修复或更换；检查电机转速及传动系统；检查整个工艺管路。 润滑油泄漏：原因：油封老化、磨损；轴承箱回油孔堵塞导致油位过高；箱体结合面密封垫损坏。修理：更换油封；疏通回油管路；更换密封垫。

三、大修注意事项
风机运行一定周期（通常2-4年）或出现严重故障时需进行解体大修。大修应包括：全面清洗所有部件；检查主轴有无裂纹、弯曲（通常直线度要求小于0.02mm）；叶轮无损探伤及尺寸精度检查；更换全部密封件和轴承（轴瓦）；转子总成重新做动平衡；轴承箱内外清理，油路系统清洗；机壳流道检查。大修后需按规程进行单机试车和联动试车。

第五章：输送不同工业气体的风机考量要点

稀土提纯工艺中可能涉及多种气体，风机选材与设计需相应调整。

空气：最常用介质。注意入口过滤，防止灰尘磨损叶轮和堵塞冷却器。碳钢材料常用。 工业烟气：可能含有SO₂、NOx、水汽及颗粒物。风机需采用耐腐蚀材料（如不锈钢316L、双相钢），过流部件考虑防腐蚀涂层，密封需加强，并考虑保温防结露措施。 二氧化碳(CO₂)、氮气(N₂)、氩气(Ar)、氦气(He)、氖气(Ne)：一般为惰性气体。重点在于系统的气密性设计，防止泄漏。材料兼容性良好，常规材质即可，但密封等级要求高，常采用碳环密封或干气密封。 氧气(O₂)：强氧化性气体。极度重要：禁油设计！所有与氧气接触的部件必须彻底脱脂清洗，轴承箱需采用特殊密封（如氮气隔离密封）防止润滑油蒸汽渗入流道。材料应选择在氧气环境中不易发生燃烧的（如铜合金、Monel合金，或不锈钢但需严格控制表面光洁度），并消除一切可能的点火源（如静电、摩擦火花）。 氢气(H₂)：密度小，极易泄漏，易燃易爆。要求极高的密封性能，通常采用干气密封或高性能碳环密封。由于密度低，风机转速往往需要更高才能达到所需压头，对转子动力学设计提出挑战。电机和电器需满足防爆要求。 混合无毒工业气体：需明确气体成分比例，核算混合气体的分子量、绝热指数、爆炸极限等，以准确计算风机性能（流量、压力、轴功率需根据气体性质进行换算），并确定合适的材料和密封方案。

选型核心公式概念：
当输送介质非清洁空气时，风机的性能参数（压力、轴功率）必须进行换算。其核心是压力与气体密度成正比，轴功率与气体密度成正比。具体而言，风机的容积流量（进口体积流量）基本不变，但质量流量、产生的压升（以压力单位计）和所需的轴功率会随着气体密度的变化而改变。气体密度与分子量成正比，与绝对温度成反比。因此，在选型时，必须提供气体的详细组成、温度、进口压力等条件，由风机厂家进行性能换算和选型修正。

结论

在轻稀土钕的现代化提纯产业链中，离心鼓风机是保障工艺气体动力源的“心脏”设备。深入理解如AII(Nd)2618-2.67这类特定型号风机的技术内涵，掌握其核心配件如轴瓦、碳环密封、转子总成的结构与维护要点，并能够针对不同工业气体的特性进行风机的合理选型与运行维护，对于提升稀土生产的稳定性、安全性和经济性具有决定性意义。作为风机技术人员，不仅要具备机械维修能力，更要结合工艺需求，实现风机设备与稀土冶炼过程的深度适配与优化，从而为我国稀土战略产业的发展提供坚实可靠的装备支撑。

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