金属钼(Mo)提纯选矿风机:C(Mo)2015-2.34型多级离心鼓风机技术详解

作者：王军（139-7298-9387）

关键词：钼提纯选矿、离心鼓风机、C(Mo)2015-2.34、风机配件、风机修理、工业气体输送、多级离心风机、选矿设备

一、矿物单质提纯与离心鼓风机技术基础

在矿业冶炼领域，稀有金属钼（Mo）的提纯是一项技术要求极高的工艺过程。钼作为一种高熔点、高强度、高导电导热性的战略性金属，广泛应用于冶金、化工、航空航天和电子工业。钼的提纯过程包括采矿、破碎、磨矿、浮选、焙烧、冶炼等多个环节，其中浮选和冶炼阶段的空气与气体输送系统对整个工艺的效率和产品质量有着决定性影响。

离心鼓风机在这些环节中扮演着核心角色，主要负责提供稳定的气流和压力，用于浮选槽充气、物料输送、工艺氧化和气体循环等关键工序。与通用风机不同，用于钼提纯的离心鼓风机需要针对钼矿的特性和工艺要求进行专门设计，包括耐磨损、防腐蚀、精确压力控制和适应特殊气体介质等特性。

钼提纯工艺对风机的要求极为严格：首先，钼矿通常伴有硫化物，过程中可能产生腐蚀性气体；其次，浮选过程需要稳定、可调节的气流以保证气泡大小和分布均匀；再者，高温焙烧和冶炼环节需要风机能够输送高温气体；最后，整个系统需要高效节能以降低生产成本。这些特殊要求催生了专门为钼提纯设计的系列离心鼓风机。

二、C(Mo)2015-2.34型多级离心鼓风机技术规格与设计特点

2.1 型号解读与基本参数

C(Mo)2015-2.34型多级离心鼓风机是“C(Mo)”型系列多级离心鼓风机的典型代表，专为钼矿浮选和初步提纯工艺设计。其型号解析如下：

“C”：表示多级离心鼓风机的基本类型

“(Mo)”：表示该风机专为钼元素提纯工艺设计优化

“2015”：内部编码，包含设计年份、系列号和性能参数信息

“2.34”：出风口压力值为2.34bar（相对压力）

根据型号规范，该型号未标注进风口压力，表示进风口压力为标准大气压（约1.013bar）。该风机主要用于与跳汰机配套，为钼矿重力选矿提供稳定气流，其选型是根据矿石处理量、矿石比重、跳汰室面积和所需气流脉动频率等因素综合确定的。

2.2 设计特点与性能优势

C(Mo)2015-2.34型风机采用了多级离心设计，通常包含3-5个叶轮串联工作，每级叶轮逐级提高气体压力。这种设计使其能够在相对较低的转速下实现较高的压比，特别适合钼矿浮选工艺中需要的0.5-3bar压力范围。

该风机的气动设计充分考虑了钼矿浮选的工艺特点：

流量稳定性：采用特殊设计的叶型与扩压器，保证在工艺参数波动时仍能提供稳定流量，确保浮选气泡均匀性

压力调节范围宽：通过可调进口导叶和扩压器叶片，可在60%-105%额定压力范围内连续调节，适应不同品级钼矿的浮选要求

高效区宽广：针对钼矿浮选工艺中气量需求变化的特点，优化了高效工作区，确保在常用工况点均有较高效率

抗磨损设计：叶轮和机壳易磨损部位采用耐磨衬板或特殊涂层，延长在含粉尘气体中的使用寿命

该风机的性能曲线呈现平缓下降特性，即压力随流量增加缓慢下降，这种特性非常适合浮选工艺中需要恒定压力、变流量操作的工况。

2.3 结构特点与材料选择

C(Mo)2015-2.34型风机的主要结构包括：进气室、多级叶轮、扩压器、回流器、蜗壳和出气口。针对钼矿环境，关键部件采用了特殊材料：

叶轮材料：根据输送介质不同，可选用高强度铝合金、不锈钢或钛合金。对于含硫气体环境，多采用316L不锈钢或更高等级的耐腐蚀材料

机壳材料：通常采用铸铁或铸钢，内表面可加装耐磨衬板

主轴材料：采用高强度合金钢，经过调质处理和精密加工，确保在多级叶轮载荷下的刚性和稳定性

风机采用水平剖分式结构，便于检修和维护。各级之间设有迷宫密封，减少级间泄漏。轴承箱与机壳分离设计，避免机壳热变形传递到轴承，保证转子稳定性。

三、风机核心配件详解

3.1 风机主轴系统

C(Mo)2015-2.34型风机的主轴是传递动力、支撑转子的核心部件。主轴采用高强度合金钢（如40CrNiMoA）整体锻造，经过调质处理使硬度达到HB240-280，既保证强度又具备良好切削性能。主轴加工精度要求极高：径向跳动不大于0.01mm，轴向窜动不大于0.02mm，表面粗糙度Ra0.8以下。

主轴的设计充分考虑了多级叶轮的载荷特点：采用阶梯轴设计，每级叶轮安装位置设有轴向定位肩和键槽；轴颈部位经过高频淬火，硬度达到HRC50-55，提高耐磨性；主轴中间设有平衡盘安装位置，用于轴向力平衡。主轴与叶轮采用过盈配合加键连接，确保在高速旋转下的可靠传递扭矩。

3.2 风机轴承与轴瓦系统

C(Mo)2015-2.34型风机通常采用滑动轴承（轴瓦）支撑转子。滑动轴承相比滚动轴承具有承载力大、阻尼性能好、寿命长等优点，更适合多级离心鼓风机的高速重载工况。

轴瓦材料与结构：

材料选择：常用锡基巴氏合金（ChSnSb11-6），这种材料具有良好的嵌藏性、顺应性和抗胶合能力，能够适应一定程度的轴弯曲和不对中

瓦体材料：通常采用铸钢或球墨铸铁，保证足够强度

结构设计：采用四油楔可倾瓦轴承或椭圆瓦轴承，形成多个压力油膜，提高转子稳定性，抑制油膜振荡

轴承润滑系统：
采用强制循环润滑，润滑油经过过滤、冷却后进入轴承。润滑系统包括主辅油泵、油冷却器、双联过滤器、蓄能器和监控仪表。油压通常控制在0.15-0.25MPa，进油温度35-45℃，温升不超过25℃。

3.3 风机转子总成

转子总成是风机的心脏，包括主轴、多级叶轮、平衡盘、联轴器等部件。

叶轮设计特点：
每级叶轮采用后弯叶片设计，叶片数12-16片，出口角20-40度。叶轮经过动平衡校正，平衡精度达到G2.5级（ISO1940标准）。叶轮与主轴装配后，进行整体高速动平衡，确保在工作转速下振动值符合标准。

平衡盘装置：
在多级离心风机中，叶轮产生的轴向力很大，C(Mo)2015-2.34型风机采用平衡盘结构平衡大部分轴向力。平衡盘安装在末级叶轮后方，通过高压侧与低压侧的压差产生反向轴向力。剩余轴向力由推力轴承承受，这种设计大幅降低了推力轴承负荷，提高了运行可靠性。

3.4 密封系统

C(Mo)2015-2.34型风机采用多级密封组合，确保气体不泄漏、润滑油不进入流道。

气封系统：
级间和轴端采用迷宫密封，密封齿数通常为5-7个，密封间隙0.2-0.4mm。迷宫密封材料多为铝合金或铜合金，防止与轴碰磨时产生火花。对于特殊气体或更高密封要求，可采用碳环密封替代部分迷宫密封。

碳环密封：
碳环密封由多个碳环组成，每个碳环由弹簧箍紧在轴上，形成多级密封。碳材料具有自润滑性，即使与轴接触也不会损伤轴颈。碳环密封的泄漏量仅为迷宫密封的10%-20%，特别适用于贵重或有毒有害气体的密封。

油封系统：
轴承箱两端采用复合油封，包括甩油环、骨架油封和迷宫密封的组合，确保润滑油不外泄。

3.5 轴承箱与润滑系统

轴承箱为铸铁或铸钢结构，分为径向轴承室和推力轴承室。轴承箱设计要点：

刚性足够：保证在转子载荷下变形小

散热良好：箱体设有散热筋，必要时可加强制冷却

对中基准：轴承箱设有精确加工的结合面，确保与机壳对中精度

润滑系统采用ISO VG32或VG46透平油，油品需具备良好的抗氧化性、防锈性和抗泡性。系统配备双筒过滤器，可在运行中切换滤芯清洗；油冷却器通常为管壳式，用水冷却；油箱设有加热器，保证低温启动时油温不低于20℃。

四、风机维护与修理技术

4.1 日常维护要点

C(Mo)2015-2.34型风机的日常维护是保证长期稳定运行的基础：

振动监测：每日记录轴承振动值，通常要求径向振动速度不大于4.5mm/s（峰值），轴向振动不大于3.5mm/s

温度监测：轴承温度不超过85℃，温升不超过40℃；润滑油进油温度35-45℃，回油温度不超过70℃

润滑管理：定期检查油位、油质，每3-6个月取样化验，当水分大于0.05%、机械杂质大于0.01%或酸值显著增加时应换油

密封检查：定期检查气封、油封泄漏情况，碳环密封正常泄漏量为微量可视气流，如泄漏增大需安排检查

性能监测：记录进出口压力、流量、电流等参数，绘制性能曲线，发现效率下降及时分析原因

4.2 定期检修项目

月度检查：

检查联轴器对中情况，偏移不超过0.05mm，角度误差不超过0.05mm/m

检查地脚螺栓紧固状态

清理进气过滤器

季度检查：

检查润滑油品质，必要时更换或补充

检查密封空气系统（如果配备）

校验安全阀和仪表

年度检修：

解体检查叶轮磨损、腐蚀情况，测量叶片厚度，磨损超过原厚度30%应修复或更换

检查主轴轴颈磨损、圆度、圆柱度，偏差不超过0.02mm

检查轴瓦磨损、巴氏合金结合情况，顶间隙为轴颈直径的0.12%-0.15%，侧间隙为顶间隙的1/2

检查迷宫密封间隙，超过设计值1.5倍应更换

检查碳环密封磨损，环厚度磨损超过30%或宽度磨损超过20%应更换

清洁油系统，检查油泵、冷却器、过滤器

4.3 常见故障处理

振动异常：

原因分析：转子不平衡、对中不良、轴承损坏、基础松动、喘振等

处理措施：重新平衡转子、调整对中、更换轴承、紧固基础、调整工况点避免喘振

轴承温度高：

原因分析：润滑油不足或品质差、轴承间隙过小、冷却不足、负荷过大

处理措施：补充或更换润滑油、调整轴承间隙、检查冷却系统、检查系统阻力

性能下降：

原因分析：叶轮磨损、密封间隙过大、进气过滤器堵塞、管路泄漏

处理措施：修复或更换叶轮、调整或更换密封件、清洗或更换过滤器、检查管路

异常声响：

原因分析：轴承损坏、转子与静止件摩擦、喘振、汽蚀（输送液体时）

处理措施：停机检查轴承和间隙，调整工况避免喘振

4.4 大修与翻新

C(Mo)2015-2.34型风机运行3-5年或累计运行20000-30000小时后应进行大修，主要内容包括：

全面解体：所有部件清洗、检查、测量

转子修复：主轴探伤、矫直（如需要）、轴颈修复；叶轮检查焊缝、修复磨损、重新平衡

轴承更换：轴瓦重新浇注巴氏合金或更换新品

密封更换：所有迷宫密封片、碳环密封更换新品

机壳检查：检查变形、裂纹，必要时修复

辅助系统检修：润滑系统、冷却系统、仪表控制系统全面检修

组装调试：精密组装，逐项调试，性能测试

大修后风机应达到新机90%以上的性能指标，并保证安全运行至少下一个检修周期。

五、工业气体输送风机选型与应用

5.1 钼提纯工艺中的气体输送需求

钼的完整提纯过程涉及多种气体输送需求：

浮选阶段：需要空气或富氧空气，用于气泡生成和矿物分离

焙烧阶段：需要空气或氧气，用于钼精矿氧化焙烧（将MoS₂转化为MoO₃）

还原阶段：需要氢气或分解氨，用于将MoO₃还原为金属钼

保护气氛：需要氮气、氩气等惰性气体，用于高温处理时的防氧化

废气处理：需要输送含SO₂等废气至处理系统

不同气体对风机有不同要求，这催生了针对性的风机系列。

5.2 各系列风机特点与应用

“CF(Mo)”型系列专用浮选离心鼓风机：
专为浮选工艺设计，特点是大流量、低压力（通常0.2-0.6bar），流量调节范围宽，抗堵塞设计。叶轮采用开式或半开式设计，减少矿物浆料附着；进气口设有特殊过滤装置，防止大颗粒进入。

“CJ(Mo)”型系列专用浮选离心鼓风机：
与CF型类似但更注重耐腐蚀设计，用于处理含硫较高或添加化学药剂的浮选环境。过流部件采用不锈钢或衬塑处理，密封系统更严密。

“D(Mo)”型系列高速高压多级离心鼓风机：
采用齿轮箱增速，转速可达10000-30000rpm，压力可达5-15bar。用于氢气还原、高压氧化等需要高压气体的工序。结构紧凑，但制造精度要求高，维护复杂。

“AI(Mo)”型系列单级悬臂加压风机：
单级叶轮，悬臂结构，结构简单，维护方便。用于辅助工序的压力补充或气体循环。压力一般不超过1.5bar，效率较低但成本低。

“S(Mo)”型系列单级高速双支撑加压风机：
单级高速设计，双支撑结构，运行稳定。用于中等压力（1-3bar）的工艺气体输送。效率高于多级风机但低于“D”型高压风机。

“AII(Mo)”型系列单级双支撑加压风机：
传统单级双支撑设计，可靠性高，使用寿命长。用于基础气体输送，如一般空气供应、废气输送等。

5.3 特殊气体输送注意事项

不同气体介质对风机设计有特殊要求：

氢气(H₂)输送：

防泄漏要求极高，采用双端面机械密封或干气密封

叶轮需防氢脆材料，如低碳奥氏体不锈钢

电气设备防爆等级提高

启动前需用氮气置换，防止氢气与空气混合爆炸

氧气(O₂)输送：

禁油设计，所有接触氧气的部件需脱脂处理

材料选择避免与氧反应，如铜合金、不锈钢

流速限制，防止摩擦过热

严密防火措施

腐蚀性气体(如含SO₂烟气)输送：

材料耐腐蚀，如316L不锈钢、哈氏合金、衬氟

密封严密，防止泄漏腐蚀环境

壳体加厚，考虑腐蚀余量

定期检查壁厚减薄情况

惰性气体(如N₂、Ar)输送：

注意密封，防止贵重气体损失

考虑气体纯度要求，选择适当密封形式

低温气体需考虑材料低温韧性

混合气体输送：

按最危险组分设计安全措施

考虑气体密度变化对性能的影响

可能的气体组分变化对材料兼容性的影响

5.4 选型原则与系统配置

钼提纯风机选型需综合考虑：

工艺要求：流量、压力、温度、气体成分

可靠性要求：连续运行时间、维护周期

环境条件：海拔、环境温度、湿度

经济性：初投资、运行能耗、维护成本

安全性：防爆、防火、防毒要求

系统配置要点：

备用机制：关键工艺点风机应有100%备用或部分备用

调节方式：根据工艺变化频率选择进口导叶、调速或旁通调节

过滤系统：进气设多级过滤，保护叶轮

消音措施：进气消音器、隔音罩，满足环保要求

监测控制：振动、温度、压力在线监测，与DCS系统集成

六、技术发展趋势与展望

随着钼提纯技术向高效、节能、环保方向发展，离心鼓风机技术也在不断创新：

智能化：集成传感器和物联网技术，实现状态监测、故障预警和智能维护

高效化：采用三元流叶轮、高效扩压器等，提高效率3%-8%

材料进步：新型复合材料、陶瓷涂层等提高耐磨耐腐蚀性

密封技术：干气密封、磁力密封等无泄漏密封技术应用

系统集成：风机与工艺系统整体优化，减少系统阻力损失

低碳化：变频调速、余热回收等节能技术广泛应用

对于C(Mo)2015-2.34型及类似风机，未来的改进方向可能包括：自适应控制根据矿石特性自动调节风机参数；模块化设计降低维护难度和时间；耐高温设计适应更广泛的工艺条件；与可再生能源结合降低碳足迹。

结语

C(Mo)2015-2.34型多级离心鼓风机作为钼提纯工艺中的关键设备，其设计、制造、维护和修理都需要专业知识和丰富经验。了解其技术特点、掌握配件性能和维护要点，对于保障钼提纯生产的稳定高效运行至关重要。随着技术进步和工艺发展，风机技术也将持续演进，为矿产资源的高效利用提供更可靠、更节能、更智能的动力支持。

作为风机技术人员，我们应不断学习新知识，积累实践经验，深入理解工艺需求，才能为钼矿提纯及其他矿物加工行业提供最适合的风机解决方案，推动行业技术进步和可持续发展。