本发明涉及一种干混砂浆专用助粘剂的制备方法，属于冶金化工领域。
背景技术：
干混砂浆是建筑施工中用于粘接的物料，如砌砖时，就需要在砖与砖之间填充砂浆。为了增强砂浆的粘结性能，砂浆除了用水泥以外，还需要添加一些助粘剂，用来提高其粘接效果。现目前的助粘剂中含有大量的铝酸钠，而现目前的铝酸钠需要通过拜耳法制铝后制备，价格昂贵，大大增加了助粘剂的成本。
磷石膏是指在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣,其主要成分为硫酸钙（caso4），其含量一般可达到70～90%左右。此外，磷石膏还含有多种杂质：未分解的磷矿，未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁、铝化合物、酸不溶物、有机质等。磷石膏一般呈粉状，外观一般是灰白、灰黄、浅绿等色，含：有机磷、硫氟类化合物有毒有害物，容重0.733-0.88g/cm3，颗粒直径一般为5～15um，ph1.5～3.0。我国每年排放磷石膏约2000万吨，累计排量近亿吨。磷石膏在建材方面的利用率不到5%，大量磷石膏渣场占用土地，严重污染环境。
赤泥是赤泥种类中的一种，拜耳赤泥的主要成分为：铝硅酸钠：1.7na2o·sio2·al2o3和赤铁矿fe2o3；碱度非常高：ph值12左右，且有一定的放射性，直接导致赤泥在建材方面的利用难度非常大。目前，赤泥综合利用率不足4%。对于赤泥的处理，国内外氧化铝厂大都将赤泥在堆场堆放，筑坝湿法堆存。我国每吨赤泥每年的堆存维护费用高达35元。2018年1月1日起，国家还要开征环保税25元/吨，因此，大大增加了赤泥的处理成本。
现目前，针对磷石膏和赤泥的综合利用的技术很少，基本上集中在建材和铺路等传统领域，而这就造成了磷石膏和赤泥中大量高价值成分被浪费，附加值非常低。
发明目的
本发明的目的在于，提供一种干混砂浆专用助粘剂的制备方法。本发明具有助粘剂成本低，性能好；且磷石膏和赤泥处理成本低，附加值高的特点。
本发明的技术方案
一种干混砂浆专用助粘剂的制备方法，包括如下步骤：
1）以磷石膏和赤泥作为主要原料，加入添加剂和改性剂后制得生料，将生料焙烧，焙烧后研磨并加水溶出，然后固液分离，得溶液和沉淀物；
2）将步骤1）中分离得到的溶液加热蒸发结晶，将结晶物烘干，得铝酸钠；
3）将步骤2）中制得的铝酸钠与聚乙烯醇混合并加热至混合物温度为35-40℃，然后第一次球磨，加水混合后边搅拌加热至混合物温度为70-80℃，然后降温至室温，加入白乳胶和异佛尔酮二异氰酸酯搅拌后第二次球磨，得干混砂浆专用助粘剂。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述步骤1）的生料中，磷石膏和赤泥按照1：0.5-1.5重量比的比例混合；所述生料中，添加剂添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，改性剂的混合比例为生料总重量的10-20%。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述步骤1）中，赤泥为拜耳赤泥；所述添加剂为硫酸钠、碳酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述步骤1）中，焙烧温度为1000-1350℃，焙烧时间为1-2小时，溶出时的液固体积比为4-6:1。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述步骤1）中，固液分离得到的沉淀物加入浮选剂后，浮选出硫化物，将硫化物焙烧，产生的烟气中的so2经五氧化二钒催化氧化成so3后，通入浓硫酸中吸收制酸；剩余的残渣为氧化铁。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述硫化物是置于35-50%的富氧环境下，在800-1000℃下焙烧1-5小时。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述步骤3）中，按重量份计，干混砂浆专用助粘剂由铝酸钠20-25份、聚乙烯醇25-30份、白乳胶40-50份和异佛尔酮二异氰酸酯10-15份组成。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述步骤3）中，按重量份计，干混砂浆专用助粘剂由铝酸钠22份、聚乙烯醇27份、白乳胶45份和异佛尔酮二异氰酸酯13份组成。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述步骤3）中，加水的量为铝酸钠与聚乙烯醇混合物总质量的3-4倍。
前述的干混砂浆专用助粘剂的制备方法，所述步骤3）中，第一次球磨6-8min，第二次球磨10-15min。
有益效果
本发明的工作原理是通过将磷石膏和赤泥反应、重组，使之成为有用物质。原理的总反应式为：
caso4（磷石膏）+na2o·sio2·al2o3（赤泥）→na2o·al2o3+cao·sio2↓+[硫]
从该反应式可知，用磷石膏中的cao与赤泥中的sio2生成原硅酸钙（2cao·sio2↓）后，得到可溶性极好的铝酸钠（na2o·al2o3）。铝酸钠通过水溶浸出后即可得到铝酸钠溶液，将铝酸钠溶液蒸发结晶后得到铝酸钠，由于本发明通过利用磷石膏和赤泥作为原料制备铝酸钠，并将铝酸钠混合其他组份后制得助粘剂，相比拜耳法生产铝酸钠，本发明的原料成本更低、工艺更加简单，大大降低了助粘剂的成本。同时，本发明的熟料通过加水溶出，能溶于水的物质除了极易溶于水的铝酸钠以外，几乎不含其他杂质，其纯度非常高，因此，由本发明制得的铝酸钠纯度高，助粘剂性能也更好。
此外，根据上述反应原理可知，本申请通过将磷石膏和赤泥作为主要原料反应，通过焙烧后即可将其中的有效成分进行重组，重组后的铝酸钠通过水溶浸出即可分离，而硫化物通过浮选分离，并用于生产硫酸和回收铁，而残余物主要为硅酸钙，可用于制造水泥等产品，由此反应重组后将各种成分分离并分别回收应用，大大提高了磷石膏和赤泥的附加值。同时，相较于传统的利用磷石膏制酸和利用赤泥提铁提铝的工艺，本发明对磷石膏和赤泥的处理工艺更加简单，成本更加低廉。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
本发明的实施例
实施例1：一种干混砂浆专用助粘剂的制备方法，步骤如下：
1）以磷石膏和赤泥作为主要原料，加入硫酸钠和无烟煤后制得生料，生料中，磷石膏和赤泥按照1：0.5重量比的比例混合；所述生料中，硫酸钠添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，无烟煤的混合比例为生料总重量的10%，将生料在1000℃焙烧2小时，焙烧后研磨并按液固体积比4:1加水溶出，然后固液分离，得溶液和沉淀物；
2）将步骤1）中分离得到的溶液加热蒸发结晶，将结晶物烘干，得铝酸钠；
3）将步骤2）中制得的铝酸钠20重量份与聚乙烯醇25重量份混合并加热至混合物温度为35℃，然后第一次球磨6min，加混合物总质量3倍的水混合后边搅拌加热至混合物温度为70℃，然后降温至室温，加入白乳胶40重量份和异佛尔酮二异氰酸酯10重量份搅拌后第二次球磨10min，得干混砂浆专用助粘剂。
实施例2：一种干混砂浆专用助粘剂的制备方法，步骤如下：
1）以磷石膏和赤泥作为主要原料，加入碳酸钠和碳后制得生料，生料中，磷石膏和赤泥按照1：1重量比的比例混合；所述生料中，碳酸钠添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，碳的混合比例为生料总重量的15%，将生料在1220℃焙烧1.5小时，焙烧后研磨并按液固体积比5:1加水溶出，然后固液分离，得溶液和沉淀物；
2）将步骤1）中分离得到的溶液加热蒸发结晶，将结晶物烘干，得铝酸钠；
3）将步骤2）中制得的铝酸钠22重量份与聚乙烯醇27重量份混合并加热至混合物温度为37℃，然后第一次球磨7min，加混合物总质量3.5倍的水混合后边搅拌加热至混合物温度为75℃，然后降温至室温，加入白乳胶45重量份和异佛尔酮二异氰酸酯13重量份搅拌后第二次球磨12min，得干混砂浆专用助粘剂。
实施例3：一种干混砂浆专用助粘剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）以磷石膏和赤泥作为主要原料，加入烧碱和煤矸石后制得生料，生料中，磷石膏和赤泥按照1：1.5重量比的比例混合；所述生料中，烧碱添加比例按生料中所含na2o和a12o3+fe2o3总和的分子比为1:1添加，煤矸石的混合比例为生料总重量的20%，将生料在1350℃焙烧1小时，焙烧后研磨并按液固体积比6:1加水溶出，然后固液分离，得溶液和沉淀物；
2）将步骤1）中分离得到的溶液加热蒸发结晶，将结晶物烘干，得铝酸钠；
3）将步骤2）中制得的铝酸钠25重量份与聚乙烯醇30重量份混合并加热至混合物温度为40℃，然后第一次球磨8min，加混合物总质量4倍的水混合后边搅拌加热至混合物温度为80℃，然后降温至室温，加入白乳胶50重量份和异佛尔酮二异氰酸酯15重量份搅拌后第二次球磨15min，得干混砂浆专用助粘剂。
实施例4：将实施例1步骤1）中固液分离得到的沉淀物加入浮选剂后，浮选出硫化物，将硫化物置于35%的富氧环境下，在800℃下焙烧5小时，产生的烟气中的so2经五氧化二钒催化氧化成so3后，通入浓硫酸中吸收制酸；剩余的残渣为氧化铁。
实施例5：将实施例2步骤1）中固液分离得到的沉淀物加入浮选剂后，浮选出硫化物，将硫化物置于42%的富氧环境下，在900℃下焙烧3小时，产生的烟气中的so2经五氧化二钒催化氧化成so3后，通入浓硫酸中吸收制酸；剩余的残渣为氧化铁。
实施例6：将实施例3步骤1）中固液分离得到的沉淀物加入浮选剂后，浮选出硫化物，将硫化物置于50%的富氧环境下，在1000℃下焙烧1小时，产生的烟气中的so2经五氧化二钒催化氧化成so3后，通入浓硫酸中吸收制酸；剩余的残渣为氧化铁。