单质金(Au)提纯专用风机:D(Au)1788-1.97型离心鼓风机技术全解析

作者：王军（139-7298-9387）

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一、矿业冶炼中风机技术的重要性

在矿物单质提纯领域，特别是黄金(Au)的冶炼提纯过程中，离心鼓风机作为关键气体输送与加压设备，发挥着不可替代的作用。黄金提纯工艺通常包括破碎、磨矿、浮选、氰化、吸附、解吸、电解、冶炼等多个环节，每个环节都对气体输送的稳定性、压力精度和气体纯度有严格要求。离心鼓风机通过提供精确控制的气流，保障了分离机、浮选机等关键设备的正常运行，直接影响黄金的回收率和纯度。

风机在黄金提纯中的主要功能包括：为浮选过程提供适当的气压和气流，促进矿物与药剂的充分接触；在氰化浸出过程中输送氧气，加速金在氰化物溶液中的溶解；在冶炼环节提供助燃空气或保护性气体；为气体分离设备提供动力源等。因此，选择合适的风机型号并确保其稳定运行，对提高黄金提纯效率、降低能耗和保障安全生产具有重要意义。

二、金矿提纯专用风机系列概述

根据黄金提纯工艺的不同环节和需求，风机厂家开发了多个专用系列：

“C(Au)”型系列多级离心鼓风机：采用多级叶轮串联设计，每级叶轮都能增加气体压力，最终达到较高的出口压力。该系列风机效率高、压力稳定，适用于需要中等至高压力、大流量气体输送的环节，如大规模浮选和氰化浸出工艺。

“CF(Au)”型系列专用浮选离心鼓风机：专为浮选工艺优化设计，特别注重气流稳定性和微压调节能力。浮选过程对气泡大小和分布有严格要求，该系列风机通过精密的流量控制，确保形成适宜的气泡群，提高金矿物的捕收效率。

“CJ(Au)”型系列专用浮选离心鼓风机：在CF系列基础上进一步优化，采用更高效的叶轮设计和调节系统，能耗更低，调节范围更广，适用于对能耗敏感的大型选矿厂。

“AI(Au)”型系列单级悬臂加压风机：采用单级叶轮和悬臂式结构，结构紧凑，维护方便。适用于压力要求不高、但空间有限的场合，如小型提纯车间或辅助工艺环节。

“S(Au)”型系列单级高速双支撑加压风机：采用高速单级叶轮和两端支撑结构，运行平稳，振动小，适用于对振动敏感的高精度工艺环节。

“AII(Au)”型系列单级双支撑加压风机：在AI系列基础上增加支撑点，提高了转子刚性和运行稳定性，适用于中等流量和压力的连续运行场合。

“D(Au)”型系列高速高压多级离心鼓风机：这是黄金提纯中用于关键环节的高性能风机系列，采用多级叶轮和高速转子设计，能够提供稳定高压气体，特别适用于与分离机、跳汰机等关键设备配套使用。本文重点介绍的D(Au)1788-1.97型即属于该系列。

三、D(Au)1788-1.97型离心鼓风机详解

3.1 型号解析与技术参数

D(Au)1788-1.97型离心鼓风机的型号编码遵循行业标准规则：“D”表示D系列高速高压多级离心鼓风机；“(Au)”表示专用于黄金提纯工艺；“1788”是专用编码，代表该风机的特定设计参数和尺寸系列；“-1.97”表示出风口压力为1.97个大气压（表压约为0.97kgf/cm²）。按照惯例，如果没有斜杠符号，则表示进风口压力为1个标准大气压。

该型号风机是与分离机组合使用的专用设备，主要技术特点包括：

3.2 与分离机的组合应用

D(Au)1788-1.97型风机专门与矿物分离机配套使用，在黄金提纯中主要用于重选或离心分离环节。分离机通过产生离心力场，使不同密度的矿物颗粒分层分离，而风机则为这一过程提供必要的气体动力或环境控制。

组合工作的基本原理是：风机产生的稳定高压气流进入分离系统，一方面为分离转子提供动力或辅助动力，另一方面通过气流调节分离室内的压力环境，优化分离效果。对于黄金提纯，这种组合能够有效分离密度差异较小的矿物颗粒，提高金的富集比。

在实际应用中，风机与分离机的匹配至关重要。风机的压力-流量特性曲线必须与分离机的阻力特性曲线良好匹配，确保在工艺要求的工况点附近高效运行。D(Au)1788-1.97型风机通过可调导叶或变频控制，能够在30%-110%的流量范围内稳定工作，满足分离工艺的不同阶段需求。

3.3 结构特点与技术创新

该型号风机在结构上采用了一系列针对黄金提纯工艺的特殊设计：

多级叶轮配置：采用3-5个后弯式叶轮串联，每个叶轮都经过空气动力学优化，确保高效率的能量转换。叶轮材料通常采用高强度铝合金或不锈钢，并经过动平衡校正，确保高速运行下的稳定性。

高速转子系统：转子采用柔性轴设计，工作转速高于一阶临界转速，但低于二阶临界转速。这种设计减小了轴承负荷，提高了运行稳定性。转子组件包括主轴、叶轮、平衡盘、推力盘等部件，全部经过精密加工和动平衡测试。

高效密封系统：针对黄金提纯中可能涉及的有害气体或贵重气体，采用了多重密封设计。包括级间迷宫密封、轴端碳环密封和辅助充气密封等，确保气体泄漏量最小化。

智能控制系统：配备专用控制系统，可实时监测压力、流量、温度、振动等参数，并自动调节风机工况，确保与分离机的协同工作。系统还具有故障预警和诊断功能，提高运行可靠性。

耐腐蚀处理：考虑到黄金提纯工艺中可能接触腐蚀性气体或化学物质，风机内部过流部件采用防腐涂层或耐腐蚀材料，延长设备寿命。

四、风机核心配件详解

4.1 风机主轴

主轴是离心鼓风机的核心承载部件，D(Au)1788-1.97型风机的主轴采用高强度合金钢（如42CrMo）锻造而成，经过调质处理获得良好的综合机械性能。主轴的设计考虑了高速旋转下的强度、刚度和临界转速要求，通常采用阶梯轴结构，便于叶轮、平衡盘等部件的安装定位。

主轴的加工精度要求极高，各安装部位的径向跳动通常控制在0.01mm以内，轴颈表面粗糙度达到Ra0.4以下。为提高耐磨性和抗疲劳性能，轴颈部位通常进行表面淬火或氮化处理，硬度达到HRC50以上。

4.2 风机轴承与轴瓦

D(Au)1788-1.97型风机采用滑动轴承，轴瓦是其中的关键部件。轴瓦通常采用巴氏合金（锡基或铅基）作为衬层材料，这种材料具有良好的嵌入性、顺应性和抗胶合能力，适合高速重载工况。

轴瓦的结构为剖分式，便于安装和维护。瓦背采用钢或铜合金，确保足够的强度和导热性。轴瓦与轴颈的配合间隙需要精确控制，通常为轴颈直径的0.1%-0.15%。间隙过大会导致振动加剧，间隙过小则可能引起发热甚至烧瓦。

轴瓦内表面开有油槽，确保润滑油的均匀分布。一些高性能设计还会在轴瓦表面加工出微小的凹坑，形成动压润滑效应，进一步降低摩擦系数。

4.3 风机转子总成

转子总成是离心鼓风机的旋转部件组合，包括主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等。D(Au)1788-1.97型风机的转子总成在装配前需要经过严格的动平衡校正，确保残余不平衡量控制在G2.5等级以内。

叶轮是转子的核心部件，采用后弯式设计，叶片型线经过CFD优化，确保高效率低噪声。叶轮与主轴的连接通常采用过盈配合加键连接，部分高速设计还会增加螺纹锁紧装置，防止松脱。

平衡盘用于平衡转子的轴向力，通过两侧压差产生的反向推力，抵消叶轮产生的轴向力，减少推力轴承的负荷。平衡盘与固定部件之间的间隙需要精确控制，通常在0.2-0.3mm范围内。

4.4 密封系统

气封：主要采用迷宫密封，由一系列环状齿片组成，气体通过齿片间隙时产生节流效应，降低泄漏量。迷宫密封是非接触式密封，无磨损，寿命长，但有一定泄漏量。

油封：用于防止润滑油从轴承箱泄漏，通常采用骨架油封或机械密封。D(Au)1788-1.97型风机在高速端多采用双唇口油封，提高密封可靠性。

碳环密封：这是一种接触式密封，由多个碳环组成，依靠弹簧力使碳环与轴表面贴合，实现密封。碳环密封的泄漏量极小，但会产生摩擦热和磨损，需要辅助冷却和润滑。

轴承箱：是支撑轴承和容纳润滑油的部件，通常采用铸铁或铸钢制造。轴承箱的设计需要确保足够的刚度和散热能力，内部设有油路和油槽，确保润滑油循环通畅。箱体与轴承盖的接合面需要精密加工，确保密封性。

五、风机维修与维护要点

5.1 日常维护

日常维护是保证风机长期稳定运行的基础，包括：

5.2 定期保养

月度保养：检查联轴器对中情况，检查地脚螺栓紧固状态，取样分析润滑油质量，清洁风机外部和冷却器表面。

季度保养：检查轴承间隙，检查密封磨损情况，校准监测仪表，测试安全保护装置。

年度大修：这是最全面的维护，包括：解体检查所有旋转部件，测量叶轮、主轴等关键部件的磨损量，检查壳体内部腐蚀情况，更换所有密封件和易损件，重新校正动平衡，全面清洗油路系统等。

5.3 常见故障处理

振动超标：可能原因包括转子不平衡、轴承磨损、对中不良、基础松动等。处理步骤：首先检查基础螺栓和联轴器对中，然后检查轴承间隙，最后考虑转子重新平衡。

轴承温度高：可能原因包括润滑油不足或变质、轴承间隙过小、冷却系统故障、过载运行等。处理步骤：检查油位和油质，调整轴承间隙，检查冷却水系统，核实运行参数是否超限。

风量风压不足：可能原因包括过滤器堵塞、密封间隙过大、转速下降、叶轮磨损等。处理步骤：检查进气过滤器，测量密封间隙，检查驱动系统，检查叶轮状态。

异常噪音：可能原因包括轴承损坏、转子与静止部件摩擦、喘振现象等。处理步骤：立即停机检查，避免故障扩大。

5.4 维修安全注意事项

风机维修必须在完全停机和隔离能源后进行，特别是电气隔离和工艺气体隔离。进入风机内部前，需确保内部气体已置换合格，氧气含量在安全范围内。拆卸重型部件需使用合适的起重设备，遵循起重安全规范。维修完成后，必须按照规程进行重新组装和调试，确保所有参数恢复正常后才能投入运行。

六、工业气体输送风机的特殊要求

黄金提纯工艺中，除了空气，还可能涉及多种工业气体的输送，这对风机提出了特殊要求。

6.1 不同气体的特性与风机选材

氧气(O₂)：强氧化性，与油脂接触可能引发燃烧爆炸。输送氧气的风机必须彻底脱脂，所有密封材料必须抗氧化，通常采用不锈钢材质和特殊密封。

氢气(H₂)：密度小，易泄漏，扩散性强，与空气混合易爆炸。输送氢气的风机需特别注重密封性，通常采用干气密封或迷宫密封加充气密封的组合。

氮气(N₂)、氩气(Ar)等惰性气体：化学性质稳定，但可能造成缺氧环境。风机设计需考虑防止外部空气渗入，保持气体纯度。

二氧化碳(CO₂)：潮湿环境下可能形成碳酸，具有腐蚀性。输送CO₂的风机需采用耐腐蚀材料或防腐涂层。

工业烟气：成分复杂，可能含有腐蚀性物质和颗粒物。风机需考虑耐磨蚀设计和防腐蚀措施。

6.2 气体特性对风机性能的影响

气体密度直接影响风机的压比和功率消耗。根据离心鼓风机相似定律，当输送气体密度变化时，风机的压力与密度成正比，功率也与密度成正比。因此，输送轻气体（如氢气）时，相同转速下产生的压力较低，而输送重气体时压力较高。

气体比热比影响压缩过程的温升。根据气体压缩温升公式，温升与比热比相关，比热比大的气体压缩后温升更高，需要考虑更充分的冷却。

气体腐蚀性决定了材料选择。腐蚀性气体需要采用耐腐蚀材料或防护措施，如不锈钢、特种合金或防腐涂层。

6.3 专用风机的安全设计

输送特殊气体的风机需增加安全设计：

6.4 运行调节与监控

工业气体输送风机的运行调节需考虑气体特性：

七、行业发展趋势与技术创新

随着黄金提纯工艺的不断进步和环保要求的提高，离心鼓风机技术也在持续创新：

高效化：通过CFD优化叶轮和流道设计，提高风机效率，降低能耗。新一代D系列风机的等熵效率已达到82%以上。

智能化：集成物联网技术，实现远程监控、故障诊断和预测性维护。智能控制系统能够根据工艺变化自动调节风机工况，保持最佳运行状态。

低噪声化：通过优化叶轮设计、增加消声装置、改善壳体结构等措施，降低风机噪声，满足日益严格的环保要求。

材料创新：应用新型复合材料、陶瓷涂层等，提高部件耐磨耐腐蚀性能，延长风机寿命。

模块化设计：将风机分解为标准模块，便于快速组装、维护和升级，减少停机时间。

节能技术：应用变频驱动、余热回收、高效电机等技术，进一步降低系统能耗。

八、结语

D(Au)1788-1.97型离心鼓风机作为黄金提纯工艺中的关键设备，其设计充分考虑了矿业冶炼的特殊要求，在与分离机组合应用中表现出优异的性能。通过深入了解该型号风机的技术特点、配件结构和维修要点，用户能够更好地发挥设备性能，保障黄金提纯工艺的稳定高效运行。

随着技术进步和工艺发展，离心鼓风机在矿业领域的应用将更加广泛和深入。未来，风机技术将继续向高效、智能、环保方向发展，为矿物单质提纯行业提供更优质的气体输送解决方案。作为风机技术人员，我们需要不断学习和掌握新技术，适应行业发展需求，为提升我国矿业装备水平贡献力量。