重稀土钪(Sc)提纯专用风机技术解析与应用

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：重稀土提纯、钪(Sc)分离、离心鼓风机、D(Sc)258-1.87风机、风机维修、工业气体输送、稀土提纯设备

一、稀土矿提纯工艺中离心鼓风机的核心作用

在稀土矿物分离提纯过程中，特别是重稀土元素钪(Sc)的提取，气力输送与气体介质控制系统扮演着至关重要的角色。离心鼓风机作为气体输送与加压的核心设备，其性能直接影响到钪分离的效率和纯度。稀土矿物经过破碎、研磨后，需要通过气流分级、浮选、跳汰等多种物理分离工艺，这些工艺对气体的压力、流量、洁净度和稳定性均有特殊要求。

钪元素作为分散性稀土元素，通常伴生于钨矿、锡矿及某些稀土矿中，含量极低，分离难度大。其提纯过程需要精密的气流控制，以保证矿物颗粒在气流中的运动轨迹符合分离要求。离心鼓风机在此过程中提供稳定可控的气源，用于浮选气泡生成、气流分级、物料输送等多个环节，是保障整个提纯系统稳定运行的关键设备。

二、C(Sc)系列风机在稀土提纯中的应用基础

C(Sc)型系列多级离心鼓风机采用多级叶轮串联结构，每级叶轮对气体做功，逐级提高气体压力。这类风机适用于需要中等压力、大流量气体输送的稀土初选环节。其结构特点是效率曲线平坦，在较宽的流量范围内能保持较高效率，非常适合稀土选矿中流量波动较大的工况。

在多级离心鼓风机中，气体动力学性能遵循欧拉涡轮机械方程，即风机对单位质量气体所做的功等于气体在叶轮进出口处的动量矩变化。通过调整叶轮数量、叶片角度和转速，可以精确控制出口压力，满足不同提纯阶段对气体压力的需求。

三、重稀土钪(Sc)提纯专用风机D(Sc)258-1.87技术详解

3.1 D(Sc)258-1.87风机型号解析

D(Sc)258-1.87是D系列高速高压多级离心鼓风机中的特定型号，专门为重稀土钪提纯工艺设计。型号中各参数含义如下：

该型号风机设计压力较高，适用于钪精矿的深度分离阶段，能够为跳汰机、气流分级机等设备提供稳定高压气源，确保微细矿物颗粒的有效分离。

3.2 D(Sc)258-1.87风机结构特点

D(Sc)258-1.87风机采用高速多级离心式设计，主要结构包括：

3.3 D(Sc)258-1.87风机气动性能

该风机基于离心式压缩机原理工作，气体在旋转叶轮中获得动能，在扩压器中转化为压力能。气体经过多级叶轮连续做功，最终达到所需压力。风机性能遵循离心式压缩机相似定律，即流量与转速成正比，压力与转速平方成正比，功率与转速立方成正比。

在钪提纯应用中，风机需要提供稳定的1.87大气压出口压力，流量调节范围通常为设计流量的70%-110%。风机效率曲线在85%-92%之间，高效区宽广，能够适应提纯工艺中流量的适度变化。

四、CF(Sc)与CJ(Sc)型浮选专用风机技术特点

在稀土浮选工艺中，气体质量直接影响浮选效果。CF(Sc)和CJ(Sc)型系列专用浮选离心鼓风机针对这一需求进行了特别设计。

CF(Sc)型风机侧重于大气量、中低压力的供气需求，适用于粗选和扫选作业。其特点是流量大、压力稳定、气体含油率低，避免油分污染浮选药剂。风机采用特殊的密封设计和油路系统，确保气体洁净度。

CJ(Sc)型风机则针对精选作业设计，强调气流稳定性和微调能力。这类风机通常配备变频调速和流量精密控制系统，能够根据浮选槽内矿物状况实时调节气量，优化浮选效率。同时，CJ(Sc)型风机对气体脉动有严格要求，通过优化叶轮设计和增加稳流装置，将气流脉动控制在1%以内，避免对浮选泡沫层造成扰动。

两种浮选风机在材料选择上均考虑稀土矿浆的腐蚀性，过流部件采用不锈钢或特种涂层处理，提高耐腐蚀性能。

五、AI(Sc)、S(Sc)和AII(Sc)系列加压风机在稀土提纯中的应用

AI(Sc)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小型提纯线。悬臂结构简化了支撑系统，但要求转子有良好的动平衡性能。这类风机通常用于辅助工艺环节的气体加压，如药剂雾化、局部气流调整等。

S(Sc)型系列单级高速双支撑加压风机采用两端支撑结构，转子稳定性更好，适合较高转速和压力的工况。在钪提纯中，常用于气流干燥、气体保护等需要较高气体品质的环节。高速设计使其在单级情况下就能达到较高压比，简化了机组结构。

AII(Sc)型系列单级双支撑加压风机介于两者之间，兼顾了结构紧凑性和运行稳定性。这类风机在稀土提纯厂中应用广泛，用于多种辅助气源供应。

六、稀土提纯中工业气体输送的特殊要求

稀土提纯过程涉及多种工业气体的输送，不同气体对风机有不同要求：

针对不同气体，风机设计需要调整密封形式、材料选择和冷却方式。例如，输送高温气体时需要加强冷却系统；输送腐蚀性气体时需要耐腐蚀材料；输送易爆气体时需要防爆电机和消除静电设计。

七、风机关键配件技术说明

7.1 风机主轴

主轴是风机的核心传动部件，D(Sc)系列风机主轴采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造，调质处理后具有优良的综合机械性能。主轴加工精度要求高，各轴承档和叶轮安装位的同心度误差不超过0.01mm。主轴还需要进行超声波探伤和磁粉探伤，确保无内部缺陷。

7.2 风机轴承与轴瓦

D(Sc)系列风机采用液体动压滑动轴承，轴瓦材料为锡基巴氏合金（SnSb11Cu6）。巴氏合金具有良好的嵌入性和顺应性，能容忍少量异物，保护主轴不受损伤。轴瓦与主轴间隙经过精密计算，通常为主轴直径的0.001-0.002倍，确保形成稳定油膜。

轴承润滑系统包括主油泵、辅助油泵、油冷却器和过滤器。油压、油温监测系统确保轴承在最佳条件下工作。润滑油通常选用ISO VG32或VG46透平油，具有良好抗氧化性和抗乳化性。

7.3 风机转子总成

转子总成包括主轴、多级叶轮、隔套、平衡盘和锁紧螺母。每级叶轮都经过单独动平衡，整体组装后再进行转子动平衡，平衡精度达到G2.5级（按ISO1940标准）。叶轮与主轴采用过盈配合加键连接，确保扭矩可靠传递。

平衡盘用于平衡多级叶轮产生的轴向力，其直径和间隙经过精确计算。过大的轴向力会加剧推力轴承磨损，影响风机寿命。

7.4 密封系统

气封：通常采用迷宫密封，利用多次节流膨胀原理减少级间泄漏。迷宫片材料为铝或铜合金，与主轴形成软硬配对，避免损伤主轴。

油封：防止润滑油外泄，常用唇形密封或机械密封。对于高速风机，机械密封更为可靠，但成本较高。

碳环密封：用于轴端密封，特别适合工艺气体不允许泄漏的场合。碳环分为多个弧段，靠弹簧力抱紧主轴，磨损后自动补偿。碳环材料为浸渍石墨，具有自润滑性和良好耐磨性。

7.5 轴承箱

轴承箱为铸钢结构，具有足够刚度和减振性能。箱体设计考虑热膨胀因素，避免因温度变化引起对中偏差。轴承箱内部有导油槽和回油孔，确保润滑油流动顺畅。箱体与底座采用螺栓连接，配合定位销保证对中精度。

八、风机维护与故障处理

8.1 日常维护要点

8.2 常见故障与处理

8.3 大修要点

风机每运行2-3年或24000小时应进行大修，主要内容包括：

九、风机选型与系统集成注意事项

在稀土提纯项目中，风机选型需综合考虑：

系统集成时需注意：

十、发展趋势与技术创新

稀土提纯用离心鼓风机正朝着以下方向发展：

结语

重稀土钪提纯专用离心鼓风机是稀土分离产业链中的关键装备，其性能直接影响提纯效率和产品质量。D(Sc)258-1.87作为专为钪提纯设计的高速高压多级离心鼓风机，在材料选择、结构设计、密封技术等方面都有特殊考虑，能够满足钪分离工艺对气体压力、流量和稳定性的高要求。正确选型、规范安装、精心维护是保障风机长期稳定运行的关键。随着稀土产业向精细化、高效化方向发展，对专用风机的技术要求也将不断提高，推动风机技术持续创新。

通过深入理解风机工作原理、结构特点和维护要求，稀土提纯企业能够更好地发挥设备性能，提高生产效率，降低运营成本，为我国稀土产业的可持续发展提供有力支撑。