[发明专利]一种基于MES系统的Mn3

说明书

本发明公开了一种基于MES系统的Mn₃O₄负荷平衡生产工艺，涉及流程工业生产过程控制领域。该工艺包括：S1：建模；S2：进料；S3：混料；S4：反应；S5：储料；S6：压滤；S7：干燥：根据设备状态，将S5压滤所得物料传输到干燥单元进行干燥；S8：收集：在收集单元对S6所得物料进行收集；S9：包装：在包装单元对收集得到的物料进行包装。本发明的负荷平衡生产工艺利用MES系统根据收集的信息对设备状态进行监测，根据设备状态结合反应条件，对Mn₃O₄的生产进程进行调控，反应进程智能化管控设备，实现多对多的生产负荷平衡。

技术领域

本发明属于流程工业生产过程控制领域，更具体地说，涉及一种基于MES系统的Mn₃O₄负荷平衡生产工艺。

背景技术

四氧化三锰属于高性能结构材料，主要用于电子工业，是生产软磁铁氧体所需的重要原材料之一，也是制备锰锌铁氧体的优质原料，由制备的软磁铁氧体占软磁铁氧体总量的60％以上。随着四氧化三锰取代碳酸锰作为锰源制备锰锌软磁铁氧体后，四氧化三锰发展突飞猛进；软磁铁氧体是由锰、锌、铁的氧化物按一定配比混合后烧结成型制造，具有狭窄的剩磁感应曲线，可以反复磁化，同时其直流电阻率很高，可以避免涡流损失。可用作电子计算机中存贮信息的磁芯、磁盘和磁带，电话用变压器和高品质电感器，电视回扫变压器，磁记录用磁头，电感器，磁放大器，饱和电感器，天线棒等。经过二十多年的发展，我国四氧化三锰的生产规模已成为全球第一，其用途越来越广泛，市场需要量也在不断增加。因此，亟需发展一种智能化生产的Mn₃O₄的生产系统，实现多对多生产工序的平衡。

MES系统是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。能通过信息传递对从订单下达到产品完成的整个生产过程进行优化管理。经检索，MES系统已应用于陶瓷(CN108706963A)、半导体(CN110233122A)、配方食品(CN112258053A)等生产领域中。但现有技术中没有将Mn₃O₄的生产制备与MES系统相结合。

四氧化三锰有许多种制备方法，从反应性质和工艺特点可分为：还原法、焙烧发、电解法和氧化法。我国四氧化三锰的生产工艺大多数采用电解金属锰粉片悬浮液氧化法，它的原料是电解金属锰片，首先把金属锰片粉碎制成悬浮液，利用氧化剂，在一定的条件下制备四氧化三锰，其基本工艺流程为：电解金属锰片制浆、氧化、干燥、成品。该工艺的关键是氧化槽、洗涤塔、水处理和干燥设备。其中水处理时通常采用反渗透设备、离子交换设备；氧化槽通常利用衬钛板高效搅拌槽或衬胶；洗涤塔通常利用多段逆流洗涤塔；干燥设备采用压力喷雾式、离心喷雾式以及厢式干燥。

CN201410048579.9公开了一种连续化制备粉状MES粒子的装置，该装置包括通过管道依次连通的高剪切反应器、闪蒸干燥器、旋风分离装置、布袋除尘器及引风机；所述高剪切反应器卧式布置且分别制有酸酯入口、粉体入口、空气入口以及接通闪蒸干燥器的物料出口；同时该专利还公开了一种工艺，包括以下步骤：1)中和剂、包裹剂、稳定剂的粉状混合物按一定比例进入一高剪切反应器，同时脂肪酸甲酯经磺化后的脂肪酸甲酯酸酯也按一定比例进入高剪切反应器；2)物料在高剪切反应器内停留10～60s，发生中和反应并包裹形成MES粒子；然后从高剪切反应器输出后进入闪蒸干燥器；3)经过闪蒸干燥器处理的MES粒子输出后进入旋风分离器，进行降温并干燥；同时使部分较粗MES粒子回到高剪切反应器中继续进一步粉碎，使获得的MES粒子维持一定颗粒度；4)从闪蒸干燥器出口出来的混合气流进入旋风分离器进行分离，分离出的粉状物料直接进入成品粉仓，分离出的混合气流进入布袋除尘器除尘后排空；5)成品粉仓内MES粒子包装即得到成品；布袋除尘分离得到的部分粉尘回到高剪切反应器入口继续反应造粒。

然而现有技术中，对于Mn₃O₄粉体生产工序存在设备利用率不高，涉及多对多生产工序之间的配合不成熟的问题。

发明内容