金属铝(Al)提纯浮选风机D(Al)1179-1.58技术专题

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：铝矿物浮选、D(Al)型离心鼓风机、风机配件维修、工业气体输送、多级离心鼓风机、碳环密封、轴瓦轴承、转子总成

一、前言：离心鼓风机在矿物提纯中的关键作用

在矿业冶炼领域，特别是铝(Al)矿物提纯过程中，离心鼓风机扮演着至关重要的角色。铝作为地壳中含量最丰富的金属元素，其提取过程包括破碎、磨矿、浮选、冶炼等多个环节，其中浮选环节对气体的压力、流量和稳定性要求极高。离心鼓风机通过提供稳定、可控的气流，实现铝矿物与脉石的有效分离，直接影响着最终铝产品的纯度和生产效率。

本文将从专业技术角度，系统阐述矿物中单质提纯用离心鼓风机的基础知识，重点解析D(Al)1179-1.58型浮选风机的技术特性，深入探讨风机关键配件、维修保养要点，并全面介绍各类工业气体输送专用风机的选型与应用。

二、铝矿物浮选工艺对风机的基本要求

铝土矿浮选工艺通常包括粗选、精选和扫选三个阶段，每个阶段对气流参数的要求各不相同。风机需提供的气体压力范围通常在0.05-0.35MPa之间，流量则根据浮选槽的大小和数量确定，通常从几十立方米每分钟到数千立方米每分钟不等。气体必须均匀稳定地分散在矿浆中，形成适宜的气泡尺寸和分布，以有效吸附目标矿物颗粒。

浮选风机的工作环境较为恶劣，矿物浆液可能产生的酸性或碱性蒸汽、固体颗粒物等都会对风机造成腐蚀和磨损。因此，浮选风机必须具备良好的抗腐蚀性、耐磨性和密封性能，确保在恶劣工况下仍能长期稳定运行。

三、D(Al)1179-1.58型高速高压多级离心鼓风机技术解析

3.1 型号命名规则与技术参数

D(Al)1179-1.58型号具有明确的编码含义：“D”表示高速高压多级离心鼓风机系列；“(Al)”表示适用于铝矿物提纯的特殊设计和材料选择；“1179”为内部编码，通常包含叶轮直径、级数等设计信息；“1.58”表示出风口压力为1.58个大气压（表压0.058MPa）。根据命名规则，该型号无“/”符号，表示进风口压力为1个标准大气压。

该型号风机专为中等规模铝浮选厂设计，采用多级叶轮串联结构，通过逐级增压实现较高的压力输出。其主要技术特点包括：

采用不锈钢或特种合金材质，抵抗铝浮选过程中可能产生的腐蚀性介质

精密动平衡校正，确保高速运转下的稳定性

优化的叶轮流道设计，提高等熵效率和压力系数

模块化结构设计，便于维护和配件更换

3.2 核心部件详解

3.2.1 风机主轴与转子总成

主轴是风机的核心承载部件，D(Al)1179-1.58采用高强度合金钢锻造，经调质处理、精加工和表面硬化处理，确保在高速旋转下的强度和刚度。主轴的设计考虑了临界转速的避开，工作转速通常低于一阶临界转速的70%，避免共振现象。

转子总成包括主轴、叶轮、平衡盘、联轴器等部件。叶轮采用后弯式叶片设计，减少流动损失，提高效率。每个叶轮都经过单独的动平衡测试，然后组装成完整的转子进行整体动平衡，残余不平衡量控制在ISO G2.5等级以内。平衡盘用于平衡轴向力，减少推力轴承的负荷。

3.2.2 轴承系统与轴瓦

D(Al)1179-1.58采用滑动轴承设计，特别是轴瓦结构。轴瓦材料通常选用巴氏合金（锡基或铅基），这种材料具有良好的嵌入性和顺应性，能在润滑不良的短时间内保护轴颈。轴瓦与轴颈的配合间隙经过精密计算，通常取轴颈直径的千分之一到千分之一点五，确保形成稳定的油膜。

轴承箱设计考虑了良好的散热和油路循环，内置油槽和导油通道，确保润滑油能充分覆盖轴瓦工作面。润滑油系统通常包括主油箱、辅助油箱、油泵、冷却器和过滤装置，保持油温在40-50℃，油压稳定在设计范围内。

3.2.3 密封系统：碳环密封与气封油封

密封系统对于保持风机效率和防止介质泄漏至关重要。D(Al)1179-1.58采用组合式密封设计：

碳环密封：由多个碳环串联组成，每个碳环内径略小于轴径，形成迷宫式密封。碳材料具有自润滑性、耐高温和良好的化学稳定性，适合在浮选气体环境中长期工作。碳环密封属于非接触式密封，摩擦损失小，寿命长。

气封：位于叶轮与机壳之间，减少级间泄漏。气封通常采用迷宫式或蜂窝式结构，通过增加流动阻力和改变流动方向降低泄漏量。气封间隙的控制十分关键，过大会导致效率下降，过小则可能引起摩擦。

油封：防止润滑油泄漏到机壳内部或外部环境。常用形式包括骨架油封、机械密封等，根据轴承箱的压力和转速选择合适的类型。

3.3 性能特点与选型要点

D(Al)1179-1.58风机在设计工况点的等熵效率通常可达82%-85%，比声压级控制在85dB(A)以下。性能曲线呈现典型的离心风机特性：压力-流量曲线为递减函数，功率-流量曲线为递增函数，效率曲线存在最高效率点。

选型时需重点考虑：

系统阻力曲线匹配：风机工作点应为风机性能曲线与系统阻力曲线的交点，该点应位于风机高效区（最高效率点的±10%范围内）

气体性质修正：当输送气体不是标准空气时，需对密度、湿度、温度等进行修正

工况变化适应性：考虑浮选工艺中可能的气量调节需求，评估风机在变工况下的稳定性

安装环境限制：包括空间尺寸、基础承重、进出口管道布置等

四、浮选风机配件维护与修理技术

4.1 日常维护要点

定期维护是确保风机长期稳定运行的关键。日常维护包括：

振动监测：使用便携式振动仪定期测量轴承座各方向的振动值，记录趋势变化

温度监测：轴承温度应不超过70℃，润滑油温度不超过65℃

润滑油管理：定期检查油位、油质，按建议周期更换润滑油和滤芯

密封检查：观察碳环密封处是否有明显泄漏，检查气封间隙变化

4.2 常见故障诊断与处理

4.2.1 振动异常

振动是风机最常见的故障表征。振动异常的可能原因包括：

转子不平衡：表现为1倍频振动突出，需重新进行动平衡校正

对中不良：联轴器两侧轴心线偏差超标，表现为2倍频振动，需重新对中

轴承磨损：轴瓦间隙增大，振动频谱中出现高频成分，需更换轴瓦

基础松动：整体振动增大，紧固螺栓可能松动

4.2.2 性能下降

排气压力或流量低于设计值，可能原因：

密封磨损：碳环密封或气封间隙增大，内泄漏增加

叶轮磨损或积垢：叶片型线改变，效率下降

进口过滤器堵塞：进气阻力增大，流量下降

电机转速下降：电源频率或电压异常

4.3 大修关键技术

风机运行一定周期（通常8000-24000小时）后需进行解体大修，主要内容包括：

转子检修：

检查叶轮叶片磨损情况，测量叶片厚度变化

检查主轴直线度、轴颈圆度和表面粗糙度

更换所有密封件，重新调整密封间隙

彻底清洗转子组件，重新进行动平衡测试

轴承系统检修：

检查轴瓦巴氏合金层是否有疲劳裂纹、剥落或磨损

测量轴瓦间隙、紧力和油楔尺寸

检查轴承座水平度和同轴度

清洗润滑油系统，更换所有密封件

机壳与流道检修：

检查机壳内壁腐蚀和磨损情况

清理流道积垢，修复受损部位

检查进出口法兰平面度和螺栓孔

大修后需进行空载试车和负载试车，验证各项参数达到标准要求。

五、不同工业气体输送风机选型指南

根据输送气体性质的不同，需选用相应设计的风机型号：

5.1 “C(Al)”型系列多级离心鼓风机

适用于铝冶炼过程中空气和中性气体的输送，压力范围0.1-1.2MPa，流量范围10-800m³/min。采用铸铁或不锈钢机壳，叶轮根据气体特性选择材质。设计重点考虑气体密度变化对性能的影响，根据实际气体密度修正性能曲线。

5.2 “CF(Al)”型与“CJ(Al)”型系列专用浮选离心鼓风机

专门为浮选工艺优化设计，特点包括：

CF(Al)型：侧重高压力系数设计，适用于深槽浮选

CJ(Al)型：侧重高效率设计，节能效果显著

采用增强的防腐措施，如环氧涂层、不锈钢材质

配备专门的气量调节装置，适应浮选工艺变化

5.3 “AI(Al)”型系列单级悬臂加压风机

结构紧凑，适用于空间有限的场合。采用悬臂式转子设计，只有一端有轴承支撑。主要特点：

维护方便，无需拆卸管道即可检修转子

转速较高，单级即可达到较高压力

适用于小流量、中高压力的场合

5.4 “S(Al)”型系列单级高速双支撑加压风机

双支撑结构，转子稳定性更好，适用于中高流量场合。特点：

采用齿轮箱增速，达到更高转速

两端支撑，临界转速高，运行稳定

整体齿轮式设计，效率高，振动小

5.5 “AII(Al)”型系列单级双支撑加压风机

介于AI型和S型之间，兼顾结构紧凑性和运行稳定性。采用直联电机驱动，无需增速齿轮箱，维护简单。

六、特殊工业气体输送注意事项

6.1 氧气(O₂)输送

输送氧气时需特别注意：

禁油设计：所有与氧气接触的部件必须彻底脱脂，润滑油不得与氧气接触

材料相容性：避免使用易燃或易与氧反应的材质

防静电措施：叶轮和机壳需采用导电材料并接地，防止静电积累

清洁度控制：装配环境清洁度要求高，防止异物进入

6.2 氢气(H₂)输送

输送氢气的主要挑战：

低分子量：氢气密度小，相同压力下所需压缩功大

高扩散性：密封要求极高，通常采用干气密封或串联式机械密封

爆炸风险：需配备泄漏检测和防爆装置

材料氢脆：长期在高压氢气环境中，某些材料可能发生氢脆，需选用抗氢材料

6.3 惰性气体（He、Ne、Ar）输送

惰性气体化学性质稳定，主要考虑：

热物理性质差异：不同惰性气体的比热比不同，影响压缩过程和温度变化

稀有气体成本：泄漏控制要求高，减少气体损失

纯度保持：防止空气混入污染气体

6.4 腐蚀性气体（烟气、CO₂湿气）输送

输送腐蚀性气体需注意：

材料选择：根据气体成分选择耐腐蚀材料，如不锈钢、哈氏合金、钛合金等

防腐涂层：流道内部可采用防腐涂层保护

温度控制：保持气体温度在露点以上，防止冷凝液形成加剧腐蚀

定期检查：加强定期检查，及时发现腐蚀迹象

七、浮选风机与跳汰机的配套选型

跳汰机是铝矿选矿的重要设备，通过脉动水流实现矿物按密度分层。与跳汰机配套的风机主要提供脉动气流，对风机的特殊要求包括：

压力脉动特性：需产生规律的、可调节的压力波动，频率通常为30-300次/分钟

快速响应能力：风机调节系统应能快速响应跳汰周期的变化

压力调节范围：根据跳汰床层厚度和矿物特性，压力需在一定范围内可调

稳定性要求：脉动压力波形应稳定，避免不规则波动影响分选效果

选型时需详细分析跳汰机的工作曲线，确定所需的最大压力、最小压力、脉动频率和升压/降压速率，然后选择风机型号和调节方式（通常采用变频调速或进气节流调节）。

八、未来发展趋势与技术展望

随着铝工业向高效、节能、环保方向发展，浮选风机技术也在不断创新：

智能化控制：集成传感器和智能算法，实现风机运行状态的实时监测、故障预警和自适应调节

高效化设计：采用计算流体动力学(CFD)优化叶轮和流道设计，等熵效率有望突破90%

新材料应用：复合材料、陶瓷涂层等新材料的应用，提高耐磨、耐腐蚀性能

节能技术：能量回收装置、变频调速系统、多机联控等技术的应用，降低综合能耗

标准化与模块化：提高配件互换性，缩短维修时间，降低备件库存成本

D(Al)1179-1.58型风机作为当前铝浮选工艺中的成熟产品，其设计理念和维护经验为新一代风机的研发提供了重要参考。随着技术的不断进步，未来风机将在效率、可靠性和智能化方面实现更大突破。

九、结语

离心鼓风机作为铝矿物提纯过程中的关键设备，其性能直接影响浮选效果和最终产品质量。D(Al)1179-1.58型高速高压多级离心鼓风机凭借其稳定可靠的性能、合理的结构设计和良好的维护性，在铝浮选领域得到了广泛应用。通过深入了解风机的工作原理、结构特点、维护要点和选型原则，可以最大程度地发挥设备性能，延长使用寿命，降低运行成本。

随着铝工业技术的不断发展，对浮选风机的要求也将不断提高。作为风机技术人员，我们需要持续关注新技术、新材料的发展，不断优化设备性能和维护策略，为铝工业的可持续发展提供可靠的技术支持。对于具体的技术问题和选型咨询，欢迎联系本文作者进行深入交流。