轻稀土钕(Nd)提纯风机AII(Nd)967-1.36技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：轻稀土提纯、钕(Nd)分离、AII(Nd)967-1.36离心鼓风机、稀土矿选矿设备、工业气体输送、风机维修技术

一、引言：稀土提纯工艺中的风机关键作用

稀土元素作为现代工业的“维生素”，其提取与提纯工艺对设备性能有着极高要求。在轻稀土（铈组稀土）的提取过程中，特别是钕(Nd)元素的分离与提纯，离心鼓风机扮演着至关重要的角色。这些风机不仅需要提供精确稳定的气体流量和压力，还必须适应复杂的工业气体环境，确保整个提纯过程的连续性、安全性和经济性。

我国的稀土矿提纯工艺经历了从简单物理分选到复杂化学分离的演进，对配套风机的技术要求也随之提高。本文将围绕轻稀土钕提纯专用风机，特别是AII(Nd)967-1.36型号，深入解析其技术特性、配件系统、维修要点及在不同工业气体输送中的应用。

二、轻稀土钕提纯工艺与风机选型基础

2.1 钕(Nd)提纯工艺概述

轻稀土矿中的钕元素通常与镧、铈、镨等元素共生，需要通过多级物理和化学方法进行分离。主要工艺包括：

在这一流程中，离心鼓风机主要应用于：

2.2 稀土提纯专用风机系列概览

根据稀土提纯不同工序的需求，发展出了多个专用风机系列：

“C(Nd)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联设计，适用于需要较高压比但流量要求中等的工序，如萃取塔的气体输送。

“CF(Nd)”型系列专用浮选离心鼓风机：专门针对浮选工艺优化，具有良好的气量调节性能和抗堵塞设计。

“CJ(Nd)”型系列专用浮选离心鼓风机：在CF系列基础上进一步优化，适应更复杂的矿浆特性。

“D(Nd)”型系列高速高压多级离心鼓风机：采用高速直驱或齿轮增速设计，满足高压力要求的工序，如高压氧化或还原过程。

“AI(Nd)”型系列单级悬臂加压风机：结构紧凑，适用于空间受限的改造项目或辅助气体供应。

“S(Nd)”型系列单级高速双支撑加压风机：采用两端支撑结构，运行平稳，适用于连续运行的关键工序。

“AII(Nd)”型系列单级双支撑加压风机：在AI系列基础上的升级，增强型双支撑设计，适用于大流量、中等压力的核心工序。

三、AII(Nd)967-1.36型风机深度解析

3.1 型号命名规则与技术参数

以“AII(Nd)967-1.36”为例进行解析：

对照“D(Nd)300-1.8”型号：

值得注意的是，如果型号中没有“/”符号，表示进风口压力为标准大气压（1个大气压）。如有特殊进气压力要求，则会以“进气压力/排气压力”形式表示。

3.2 AII(Nd)967-1.36设计特点

该型号风机专为钕提纯工艺中的大规模气体输送设计，主要特点包括：

结构设计：采用单级叶轮配双支撑轴承结构，确保了在大流量下的运行稳定性。叶轮直径经过优化，在967立方米/分钟的流量下达到最佳效率点。

材料选择：所有与工艺气体接触的部件均采用耐腐蚀材料，如叶轮和机壳内衬采用双相不锈钢或特殊涂层处理，防止稀土化合物对设备的腐蚀。

密封系统：针对稀土提纯中可能出现的细微颗粒，采用了多重密封设计，包括碳环密封与迷宫密封的组合，确保工艺气体不外泄，同时防止外部杂质进入系统。

调节性能：配备进口导叶调节机构，可在70%-110%额定流量范围内高效运行，适应工艺波动需求。

3.3 性能曲线与运行特性

AII(Nd)967-1.36的性能曲线呈现典型的离心风机特性：

在实际钕提纯应用中，该风机通常工作在0.9-1.1倍额定流量范围内，对应压力范围为1.3-1.4个大气压。这一工作区间与稀土萃取槽的气体需求高度匹配，确保了工艺稳定性。

四、风机核心配件详解

4.1 风机主轴

AII(Nd)967-1.36的主轴采用42CrMo合金钢锻造，经调质处理获得高强度和高韧性。主轴设计考虑了临界转速远离工作转速，通常一阶临界转速为工作转速的1.3倍以上。轴颈部位表面经过高频淬火，硬度达到HRC50-55，确保与轴瓦的良好配合。

4.2 风机轴承与轴瓦

该型号采用滑动轴承（轴瓦）设计，相较于滚动轴承具有更好的阻尼特性和承载能力。轴瓦材料为巴氏合金（锡锑铜合金），厚度3-5毫米，浇铸在钢背衬上。轴承间隙控制在轴颈直径的0.001-0.0015倍范围内。润滑油系统采用强制润滑，确保轴承在高温高负荷下稳定运行。

4.3 风机转子总成

转子总成包括叶轮、主轴、平衡盘和联轴器。叶轮为后弯式叶片设计，叶片数12片，采用焊接成型工艺，材料为022Cr17Ni12Mo2（316L改性）不锈钢。叶轮在装配前进行动平衡测试，残余不平衡量控制在G2.5级以内。平衡盘设计用于抵消部分轴向推力，减少推力轴承负荷。

4.4 气封与碳环密封

针对稀土提纯中工艺气体的特殊性，AII(Nd)967-1.36采用了组合密封：

这种组合密封可确保泄漏率小于0.1%的工艺气体流量。

4.5 油封与轴承箱

轴承箱采用铸铁铸造，分上下两部分，通过精密加工确保轴承座的同轴度。油封采用氟橡胶双唇密封，内侧防止润滑油外泄，外侧防止粉尘进入。轴承箱配备温度监测点，实时监控轴承运行温度。

五、风机维修与保养要点

5.1 日常维护

5.2 定期检修

月度检查：

年度大修：

5.3 常见故障处理

振动异常：可能原因包括转子不平衡、轴承磨损、对中不良或基础松动。处理步骤：首先检查基础螺栓和联轴器对中，然后进行振动频谱分析确定具体原因。

温度过高：轴承温度过高通常由润滑不良、负荷过大或冷却不足引起。检查润滑油流量、品质和冷却水系统。

性能下降：流量或压力不足可能由叶轮磨损、密封间隙过大或进气过滤器堵塞造成。检查性能曲线偏移量，确定检修重点。

六、工业气体输送应用技术

6.1 不同气体特性与风机调整

稀土提纯过程中涉及多种工业气体，风机需相应调整：

空气：最常用介质，AII(Nd)967-1.36按空气密度1.293千克/立方米设计。输送其他气体时需进行性能换算。

工业烟气：通常含有酸性成分，需增强防腐措施，叶轮材料升级为更耐蚀合金，密封系统需防止腐蚀性气体外泄。

二氧化碳(CO₂)：密度大于空气，风机功率需相应增加。CO₂在高压下可能液化，需控制最低工作温度。

氮气(N₂)：惰性气体，常用于保护性气氛。密度略小于空气，风机性能曲线向大流量方向轻微偏移。

氧气(O₂)：强氧化性，所有零件需彻底脱脂，防止油污引起燃烧。采用铜基合金避免火花。

稀有气体(He、Ne、Ar)：氦气密度极小，需重新核算风机功率；氩气密度大，注意电机负荷。

氢气(H₂)：密度极小且易泄漏，密封系统需特别加强，通常采用双端面干气密封。

混合无毒工业气体：需根据具体组分确定物性参数，调整风机运行参数。

6.2 气体特性对风机性能的影响

输送不同气体时，风机性能遵循相似定律的修正：

具体换算公式：当气体密度变化时，风机的压力与气体密度成正比变化，功率也与气体密度成正比变化，而体积流量基本保持不变。

6.3 安全注意事项

七、钕提纯工艺中的风机集成应用

7.1 浮选工序风机配置

在轻稀土矿浮选阶段，通常采用“CF(Nd)”或“CJ(Nd)”系列风机。AII(Nd)967-1.36因其大流量特性，适用于大型浮选厂的集中供气系统。多台风机可并联运行，通过总管向各浮选槽分配气体，确保气泡大小和分布均匀。

7.2 萃取分离工序应用

钕的溶剂萃取分离需要稳定的气体搅拌和保护气氛。AII(Nd)967-1.36可提供连续稳定的氮气或氩气流，防止稀土化合物氧化。风机配备精密调压系统，确保萃取槽内压力波动不超过±5%。

7.3 煅烧与还原工序配合

在氧化钕煅烧和金属钕还原工序中，需要精确控制气氛组成和流量。AII(Nd)967-1.36与“D(Nd)”系列高压风机配合使用，前者提供大流量基础气体，后者提供高压补充气体，形成完整的气体供应体系。

7.4 智能控制与节能优化

现代稀土提纯厂将风机集成到全厂DCS控制系统，实现：

AII(Nd)967-1.36通常配备变频驱动，在低负荷时段可降低转速节能，综合节电率可达20%-30%。

八、未来发展趋势与创新方向

8.1 材料技术进步

新型耐蚀材料如哈氏合金、钛合金在关键部件中的应用，延长风机在苛刻环境下的使用寿命。陶瓷涂层技术提高叶轮抗磨损性能。

8.2 智能化维护系统

基于物联网的风机状态监测系统，通过振动、温度、性能参数的多维度分析，实现预测性维护，减少非计划停机。

8.3 高效节能设计

三元流叶轮设计、高速直驱电机、磁悬浮轴承等新技术的应用，将风机效率提升至88%以上，满足绿色制造要求。

8.4 模块化与标准化

风机模块化设计缩短交货周期，标准化配件减少备件库存。AII(Nd)系列正朝这一方向发展，核心部件实现跨型号通用。

九、结论

AII(Nd)967-1.36型单级双支撑加压风机作为轻稀土钕提纯工艺中的关键设备，以其稳定的性能、可靠的密封和良好的调节特性，在稀土分离的多个工序中发挥重要作用。通过深入了解其结构特点、配件系统、维修要点和气体适应性，用户可最大化设备价值，确保钕提纯生产的高效稳定运行。

随着稀土产业的持续发展和环保要求的提高，离心鼓风机技术也将不断创新，为稀土资源的清洁高效利用提供更强大的装备支持。风机技术人员应不断更新知识，掌握新材料、新技术，为我国稀土产业的发展贡献力量。