本发明属于再生资源综合利用技术领域，具体涉及一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的装置及方法。
背景技术：
：
据统计，2017年我国氧化铝产量已超过6650万吨，稳居世界第一，按每制备1t氧化铝平均产生1.3t赤泥计算，排掉8645万吨赤泥。按每吨拜耳法赤泥中氧化铝含量平均25.0％，苛性碱平均含量5.0％计算，仅2017年就浪费2161万吨氧化铝和432万吨苛性碱(折合42％naoh溶液1327万吨)，如果这些有用组分不加以回收循环利用，不仅造成企业经济效益下降，而且还会破坏生态环境。
中国专利号为201310312592.6公开的“一种赤泥综合利用的方法”，该方法提及到了回收赤泥中的氧化铝和氧化钠，但该方法用的盐酸反应法，很难用于工业实践，原因就是盐酸的腐蚀性强，大大增加了设备投资、降低了企业的经济效益。
因此，如何对回收赤泥中的氧化铝和氧化钠进行最大限度地回收并循环再利用，达到节能减排和增加企业经济效益的目的，是每个氧化铝科技工作者面临的重要课题之一。
技术实现要素：
：
本发明的目的是克服上述现有技术存在的不足，提供一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的装置及方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的装置，包括浆化槽，过滤机，干燥机，第一预热器，第二预热器，回转窑和溶出器，其中：
所述的浆化槽出料口与过滤机进料口连接；
所述的过滤机出料口与干燥机进料口连接；
所述的干燥机出料口与第一预热器进料口连接；
所述的第二预热器出气口与干燥机进气口连接；
所述的第二预热器进料口与回转窑出气口连接；
所述的第二预热器出料口与回转窑进料口连接；
所述的第一预热器出料口连接在回转窑出气口与第二预热器进料口相连接的管道上；
所述的回转窑出料端与溶出器进料口连接；
所述的第一预热器出气口的含尘废气经常规处理后排空；
所述的浆化槽设有四个进料口，分别为赤泥进口，添加剂a进口，添加剂b进口和水进口；
所述的溶出器设有两个进料口和两个出料口；
所述的溶出器两个进料口分别为物料进口和循环碱液进口，所述的溶出器两个出料口分别为溶出液排液口和溶出渣排料口。
所述的过滤机为卧式板框压滤机，立式压滤机或水平盘式过滤机中的一种；优选地选择立式压滤机。
所述的干燥机为快速干燥机，具体为带折流板的卧式干燥机或打散干燥机中的一种。
所述的回转窑热源由煤粉燃烧产生热量提供，回转窑出料端与溶出器进料口连接管道上设有二次空气进气口。
所述的二次空气用于冷却由回转窑排出的高温物料并回收高温物料中的热量。
所述的添加剂a为电石渣，石灰或石灰石粉中的一种，所述的添加剂b为氧化钠溶液或片碱中的一种，优选为片碱。
一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的方法，采用上述装置，包括以下步骤：
步骤1，配料、浆化与过滤：
(1)向浆化槽内加入水，启动搅拌，并将赤泥，添加剂a以及添加剂b分别加入浆化槽，充分搅拌混匀，制备成浆液，所述的浆液含水质量百分比为33～35％；
(2)浆液进入过滤机过滤，获得滤饼和滤液，所述的滤饼含水率≤25％的(质量比)；
步骤2，预热：
(1)滤饼进入干燥机，在打散作用下形成粉状物料，在干燥机内与含尘热废气进行热交换，形成换热后物料和换热后气体，所述的换热后物料温度为140～170℃，含水质量百分比≤2％，所述的换热后气体温度为140～170℃；
(2)换热后物料随换热后气体进入第一预热器，进行气固分离，形成分离物料和含尘废气，分离物料进入回转窑出气口与第二预热器进气口相连接的管道内并与含尘热气体进行二次热交换后一起进入第二预热器，进行二次气固分离，形成二次分离物料和含尘热废气；
步骤3，烧结与溶出：
(1)二次分离物料进入回转窑，进行烧结，制备成烧结料；其中，所述的烧结温度为1120～1180℃，物料在回转窑内停留时间为40～90min，所述的烧结料疏松多孔，粒度≤25mm，容重1100～1300kg/m3；
(2)所述的烧结料，出回转窑后，先与二次空气进行换热，得换热后烧结料和换热后二次空气；
(3)换热后烧结料进入溶出器进行溶出后，在循环碱液的作用下，得溶出液和溶出渣，所述的溶出液主要成分为氧化铝和氧化钠；其中，所述的溶出时间20～40min，溶出温度70～90℃，添加量按质量比，循环碱液：烧结料＝(3～4)：1。
所述的步骤1(1)中，赤泥为拜耳法赤泥，所述的添加剂a为电石渣，石灰或石灰石粉中的一种，所述的添加剂b为氧化钠溶液或片碱中的一种。
所述的步骤1(1)中，拜耳法赤泥的化学成分及质量百分比为sio2：15.94％，al2o3：25.45％，fe2o3：8.55％，cao：22.15％，na2o：7.17％，tio2：9.78％，loi：8.00％，其它：2.96％，所述的拜尔法赤泥附着水质量百分比为35％，所述的拜尔法赤泥细度-0.074mm质量百分含量≥90％。
所述的步骤1(1)中：配制的浆液成分符合：钙硅摩尔比[c]/[s]＝1.9～2.1，碱摩尔比[n]/([a]+[f])＝0.95～1，钙钛摩尔比[c]/[t]＝1.0。
所述的步骤1(2)中，滤液为水，返回浆化槽循环利用。
所述的步骤2(1)中，含尘热废气来自第二预热器出气口，所述的含尘热废气温度为500～700℃。
所述的步骤2(2)中，含尘废气经常规净化处理后排空。
所述的步骤2(2)中，含尘热气体温度为800～1000℃，来自回转窑出气口。
所述的步骤2(2)中，含尘热废气温度为500～700℃，含尘热废气进入干燥机中用于进行热交换。
所述的步骤2(2)中，二次分离物料温度为500～700℃，进入回转窑进行烧结。
所述的步骤3(1)中，回转窑的热源来自于煤粉的燃烧。
所述的步骤3(2)中，烧结料温度为750～850℃，换热后烧结料温度为60～90℃，换热后二次空气温度为500～600℃。
所述的步骤3(2)中，换热后二次空气进入回转窑助燃。
所述的步骤3(3)中，换热后烧结料进入溶出器前，预先处理至粒度≤8mm。
所述的步骤3(3)中，循环碱液成分为al2o3：37.22g/l，na2ok：45.34g/l，na2oc：19.76g/l，αk＝2.01；
所述的步骤3(3)中，溶出液成分为al2o3：118.3～130.2g/l，na2ok：100～110g/l，na2oc：20～25g/l，sio2：4～6g/l，αk＝1.39。
所述的步骤3(3)中，所述的溶出液中氧化钠净溶出率≥95％，所述的氧化铝净溶出率≥85％，溶出液αk＝1.39。
所述的步骤3(3)中，溶出渣(干基质量比)成分为sio2：25.15～25.61％，al2o3：2.28～3.42％，fe2o3：11.97～12.19％，cao：43.43～44.22％，na2o：0.39～0.97％，tio2：13.36～13.60％，loi：1.70～1.71％。
所述的步骤3(3)中：
所述的溶出液处理方式为：利用常规拜耳法流程中的精液制备工段及以后的常规流程，回收氧化铝和氧化钠；
所述的溶出渣处理方式为：利用常规拜耳法流程中赤泥过滤洗涤工段回收苛性碱循环利用。
本发明的有益效果：
(1)与现有技术相比，以年生产100万吨氧化铝为例，每年可多回收286331.5吨氧化铝，多回收52435.5吨氧化钠(相当于浓度为42％的氢氧化钠161092.2吨)，经济效益显著；
(2)由于回收了赤泥中的绝大部分碱，大大减轻了赤泥对土壤，地下水，植被以及对周围环境的污染。
附图说明：
图1为本发明实施例1的从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的装置结构示意图，其中：
1-浆化槽，2-立式压滤机，3-带折流板的卧式干燥机，4-第一预热器，5-第二预热器，6-回转窑，7-溶出器；a-拜耳法赤泥，b-添加剂a，c-添加剂b，d-煤粉，e-循环碱液，f-含尘废气，g-溶出渣，h-溶出液，j-水，k-二次空气，l-换热后烧结料。
具体实施方式：
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语‘连接’应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图和具体的实施例对本发明做进一步详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
以下实施例中的第一，第二等描述仅用于装置部件区分，并不代表先后顺序；连接方式包括直接连接，间接连接等多种连接方式；
所用的电石渣，石灰，石灰石粉，片碱，氧化钠溶液均为市购，氧化钠溶液质量浓度为42％。
实施例1
一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的装置，其结构示意图如图1所示，包括浆化槽1，立式压滤机2，带折流板的卧式干燥机3，第一预热器4，第二预热器5，回转窑6和溶出器7，其中：
所述的浆化槽1设有出料口和四个进料口，分别与拜耳法赤泥进口，添加剂a进口，添加剂b进口和水进口，浆化槽1出料口与立式压滤机2进料口连接；
所述的立式压滤机2出料口与带折流板的卧式干燥机3进料口连接；
所述的带折流板的卧式干燥机3出料口与第一预热器4进料口连接；
所述的第二预热器5出气口与带折流板的卧式干燥机3进气口连接；
所述的第二预热器5进料口与回转窑6出气口连接；
所述的第二预热器5出料口与回转窑6进料口连接；
所述的第一预热器4出料口连接在回转窑6出气口与第二预热器5进料口相连接的管道上；
所述的回转窑6出料端与溶出器7进料口连接，所述的回转窑6出料端与溶出器7进料口连接管道上设有二次空气进气口；
所述的溶出器7设有两个进料口和两个出料口，两个进料口分别为物料进口和循环碱液进口，两个出料口分别为溶出液排液口和溶出渣排料口。
一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的方法，采用上述装置，包括以下步骤：
步骤1，配料，浆化与过滤：
(1)向浆化槽1内加入水j，启动搅拌，并将拜耳法赤泥a，电石渣b以及氧化钠溶液c分别加入浆化槽1，充分搅拌混匀，制备成浆液，所述的浆液含水质量百分比为33～35％；配制的浆液成分符合：钙硅摩尔比[c]/[s]＝1.9，碱摩尔比[n]/([a]+[f])＝0.95，钙钛摩尔比[c]/[t]＝1.0；
拜耳法赤泥a的化学成分及质量百分比为sio2：15.94％，al2o3：25.45％，fe2o3：8.55％，cao：22.15％，na2o：7.17％，tio2：9.78％，loi：8.00％，其它：2.96％；所述的拜尔法赤泥a附着水质量百分比为35％，细度-0.074mm质量百分含量≥90％；
(2)浆液进入立式压滤机2过滤，获得滤饼和滤液，滤饼含水率质量百分含量≤25％；滤液为水，返回浆化槽1循环利用；
步骤2，预热：
(1)滤饼进入带折流板的卧式干燥机3，在打散作用下形成粉状物料，在带折流板的卧式干燥机3内与来自第二预热器5出气口温度为500℃的含尘热废气进行热交换，形成温度为140℃，含水质量百分比≤2％的换热后物料和温度为140℃的换热后气体；
(2)换热后物料随换热后气体进入第一预热器4，进行气固分离，形成分离物料和含尘废气f，含尘废气f经常规净化处理后排空，分离物料进入回转窑6出气口与第二预热器5进气口相连接的管道内并与来自回转窑6出气口的温度为800℃的含尘热气体进行二次热交换后一起进入第二预热器5，进行二次气固分离，形成温度为500℃的二次分离物料和温度为500℃的含尘热废气，含尘热废气进入带折流板的卧式干燥机3中用于进行热交换；
步骤3，烧结与溶出：
(1)二次分离物料进入回转窑6，通过燃烧煤粉d提供热量进行烧结，烧结温度为1120℃，物料在回转窑6内停留时间为90min，制备成温度为750℃的烧结料，所述的烧结料疏松多孔，粒度≤25mm，容重1100kg/m3；
(2)所述的烧结料出回转窑6后，先与二次空气k进行换热，得温度为60℃的换热后烧结料l和温度为500℃的换热后二次空气，换热后二次空气进入回转窑6助燃；
(3)换热后烧结料l预先处理至粒度≤8mm后，进入溶出器7在循环碱液e的作用下进行溶出，添加量按质量比，循环碱液e：烧结料＝3：1，溶出时间40min，溶出温度70℃，得溶出液h和溶出渣g，其中：
循环碱液e成分为al2o3：37.22g/l，na2ok：45.34g/l，na2oc：19.76g/l，αk＝2.01；
溶出液h成分为al2o3：124.3g/l，na2ok：105.0g/l，na2oc：25g/l，sio2：4g/l；溶出液h中氧化钠净溶出率95％，氧化铝净溶出率85％，溶出液h的αk＝1.39；
溶出渣g(干基质量比)成分为sio2：25.15％，al2o3：3.42％，fe2o3：11.97％，cao：43.43％，na2o：0.97％，tio2：13.36％，loi：1.70％；
溶出液h处理方式为：利用常规拜耳法流程中的精液制备工段及以后的常规流程，回收氧化铝和氧化钠；
溶出渣g处理方式为：利用常规拜耳法流程中赤泥过滤洗涤工段回收苛性碱循环利用。
实施例2
本实施例的一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的装置同实施例1。
一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的方法，采用上述装置，包括以下步骤：
步骤1，配料，浆化与过滤：
(1)向浆化槽1内加入水j，启动搅拌，并将拜耳法赤泥a，石灰b以及片碱c分别加入浆化槽1，充分搅拌混匀，制备成浆液，所述的浆液含水质量百分比为33～35％；配制的浆液成分符合：钙硅摩尔比[c]/[s]＝2，碱摩尔比[n]/([a]+[f])＝0.95，钙钛摩尔比[c]/[t]＝1.0；
拜耳法赤泥a的化学成分及质量百分比为sio2：15.94％，al2o3：25.45％，fe2o3：8.55％，cao：22.15％，na2o：7.17％，tio2：9.78％，loi：8.00％，其它：2.96％；所述的拜尔法赤泥a附着水质量百分比为35％，细度-0.074mm质量百分含量≥90％；
(2)浆液进入立式压滤机2过滤，获得滤饼和滤液，滤饼含水率质量百分含量≤25％；滤液为水，返回浆化槽1循环利用；
步骤2，预热：
(1)滤饼进入带折流板的卧式干燥机3，在打散作用下形成粉状物料，在带折流板的卧式干燥机3内与来自第二预热器5出气口温度为600℃的含尘热废气进行热交换，形成温度为150℃，含水质量百分比≤2％的换热后物料和温度为150℃的换热后气体；
(2)换热后物料随换热后气体进入第一预热器4，进行气固分离，形成分离物料和含尘废气f，含尘废气f经常规净化处理后排空，分离物料进入回转窑6出气口与第二预热器5进气口相连接的管道内并与来自回转窑6出气口的温度为900℃的含尘热气体进行二次热交换后一起进入第二预热器5，进行二次气固分离，形成温度为600℃的二次分离物料和温度为600℃的含尘热废气，含尘热废气进入带折流板的卧式干燥机3中用于进行热交换；
步骤3，烧结与溶出：
(1)二次分离物料进入回转窑6，通过燃烧煤粉d提供热量进行烧结，烧结温度为1150℃，物料在回转窑6内停留时间为60min，制备成温度为800℃的烧结料，所述的烧结料疏松多孔，粒度≤25mm，容重1220kg/m3；
(2)所述的烧结料出回转窑6后，先与二次空气k进行换热，得温度为80℃的换热后烧结料l和温度为550℃的换热后二次空气，换热后二次空气进入回转窑6助燃；
(3)换热后烧结料l预先处理至粒度≤8mm后，进入溶出器7在循环碱液e的作用下进行溶出，添加量按质量比，循环碱液e：烧结料＝3：1，溶出时间30min，溶出温度80℃，得溶出液h和溶出渣g，其中：
循环碱液e成分为al2o3：37.22g/l，na2ok：45.34g/l，na2oc：19.76g/l，αk＝2.01；
溶出液h成分为al2o3：130.2g/l，na2ok：110g/l，na2oc：22g/l，sio2：5g/l；溶出液h中氧化钠净溶出率96％，氧化铝净溶出率88％，溶出液h的αk＝1.39；
溶出渣g(干基质量比)成分为sio2：25.38％，al2o3：2.75％，fe2o3：12.08％，cao：43.83％，na2o：0.77％，tio2：13.48％，loi：1.71％；
溶出液h处理方式为：利用常规拜耳法流程中的精液制备工段及以后的常规流程，回收氧化铝和氧化钠；
溶出渣g处理方式为：利用常规拜耳法流程中赤泥过滤洗涤工段回收苛性碱循环利用。
实施例3
本实施例的一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的装置同实施例1。
一种从赤泥中提取氧化铝和氧化钠的方法，采用上述装置，包括以下步骤：
步骤1，配料，浆化与过滤：
(1)向浆化槽1内加入水j，启动搅拌，并将拜耳法赤泥a，石灰石粉b以及片碱c分别加入浆化槽1，充分搅拌混匀，制备成浆液，所述的浆液含水质量百分比为33～35％；配制的浆液成分符合：钙硅摩尔比[c]/[s]＝2.1，碱摩尔比[n]/([a]+[f])＝1，钙钛摩尔比[c]/[t]＝1.0；
拜耳法赤泥a的化学成分及质量百分比为sio2：15.94％，al2o3：25.45％，fe2o3：8.55％，cao：22.15％，na2o：7.17％，tio2：9.78％，loi：8.00％，其它：2.96％；所述的拜尔法赤泥a附着水质量百分比为35％，细度-0.074mm质量百分含量≥90％；
(2)浆液进入立式压滤机2过滤，获得滤饼和滤液，滤饼含水率质量百分含量≤25％；滤液为水，返回浆化槽1循环利用；
步骤2，预热：
(1)滤饼进入带折流板的卧式干燥机3，在打散作用下形成粉状物料，在带折流板的卧式干燥机3内与来自第二预热器5出气口温度为700℃的含尘热废气进行热交换，形成温度为170℃，含水质量百分比≤2％的换热后物料和温度为170℃的换热后气体；
(2)换热后物料随换热后气体进入第一预热器4，进行气固分离，形成分离物料和含尘废气f，含尘废气f经常规净化处理后排空，分离物料进入回转窑6出气口与第二预热器5进气口相连接的管道内并与来自回转窑6出气口的温度为1000℃的含尘热气体进行二次热交换后一起进入第二预热器5，进行二次气固分离，形成温度为700℃的二次分离物料和温度为700℃的含尘热废气，含尘热废气进入带折流板的卧式干燥机3中用于进行热交换；
步骤3，烧结与溶出：
(1)二次分离物料进入回转窑6，通过燃烧煤粉d提供热量进行烧结，烧结温度为1180℃，物料在回转窑6内停留时间为40min，制备成温度为850℃的烧结料，所述的烧结料疏松多孔，粒度≤25mm，容重1300kg/m3；
(2)所述的烧结料出回转窑6后，先与二次空气k进行换热，得温度为90℃的换热后烧结料l和温度为600℃的换热后二次空气，换热后二次空气进入回转窑6助燃；
(3)换热后烧结料l预先处理至粒度≤8mm后，进入溶出器7在循环碱液e的作用下进行溶出，添加量按质量比，循环碱液e：烧结料＝4：1，溶出时间20min，溶出温度90℃，得溶出液h和溶出渣g，其中：
循环碱液e成分为al2o3：37.22g/l，na2ok：45.34g/l，na2oc：19.76g/l，αk＝2.01；
溶出液h成分为al2o3：118.3g/l，na2ok：100g/l，na2oc：20g/l，sio2：6g/l；溶出液h中氧化钠净溶出率98％，氧化铝净溶出率90％，溶出液h的αk＝1.39；
溶出渣g(干基质量比)成分为sio2：25.61％，al2o3：2.28％，fe2o3：12.19％，cao：44.22％，na2o：0.39％，tio2：13.60％，loi：1.71％；
溶出液h处理方式为：利用常规拜耳法流程中的精液制备工段及以后的常规流程，回收氧化铝和氧化钠；
溶出渣g处理方式为：利用常规拜耳法流程中赤泥过滤洗涤工段回收苛性碱循环利用。