本发明涉及一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，属于冶金化工领域。
背景技术
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，此外还含有多种其他杂质。目前，全世界每年排放磷石膏总量约为1.2～1.4亿吨，我国约为5000万吨左右，占全球年排放磷石膏总量的25～29%，这一数量呈增加趋势，且目前国内磷石膏堆放量达2.5亿吨，排出的磷石膏渣占用大量土地，形成渣山，严重污染环境。
粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，粉煤灰成为我国当前排量较大的工业废渣之一。现目前，我国粉煤灰年产量已超过6亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。
pc/abs合金综合了pc和abs的优良性能，降低了pc成本和熔体粘度，改善其加工性能，提高了abs的耐热性、抗冲击和拉伸强度，这种材料目前广泛用于通信、电子电器和交通运输等领域，这些领域对于pc/abs合金的耐热阻燃要求较高，因此人们发明了一种耐热阻燃abs/pc合金。不过这种材料因为其中重要的阻燃添加剂氢氧化铝的市场价格高，导致了其生产成本高的问题。
现目前，我国一方面磷石膏和粉煤灰都存在大量堆积，污染环境的问题，另一方面磷石膏和粉煤灰中都还存在许多有用组分，但是目前人们对对磷石膏和粉煤灰的利用，主要都是用于建材方面，不过磷石膏中存在的酸会导致建材质量不佳，且这种利用方式的附加产值较低。目前综合利用磷石膏和粉煤灰制酸并联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，未见报道。
发明目的
本发明的目的在于，提供一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺。本发明将磷石膏和粉煤灰进行综合利用，具有工艺简单，利用率高，附加值高，且生产的氢氧化铝是作为耐热阻燃abs/pc合金的良好原料，制备的耐热阻燃abs/pc合金的具有生产成本低的特点。
本发明的技术方案
一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，包括如下步骤：
a、将磷石膏、粉煤灰、添加剂和改性剂混合并研磨制成生料，送入窑内焙烧，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离；
b、将步骤a中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物进行焙烧，再将焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；
c、向步骤a中固液分离得到的液体中加入氧化钙，加热搅拌，过滤，制得偏铝酸钠溶液；
d、向步骤c制得的偏铝酸钠溶液中通入co2气体至不再产生沉淀，用蒸馏水洗涤沉淀，对洗涤后的沉淀进行烘干，研磨，制得氢氧化铝；
e、将步骤d制得的氢氧化铝放入高速混合机，再加入磷酸三苯酯、聚磷酸铵、pc、abs、相容剂和抗氧剂混合均匀，然后经双螺杆挤出机挤出造粒，制得耐热阻燃abs/pc合金。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤a中，所述添加剂为碳酸钠、硫酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石；所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤a中，所述的生料中，磷石膏和粉煤灰按照1～1.3:1～1.6重量比的比例混合，添加剂添加比例按生料中所含na2o和al2o3+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8～22%；所述焙烧的温度为1280～1380℃，时间为2～4h；所述水磨溶出时的液固体积比为2～6:1。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤b中，所述焙烧的温度为1150～1250℃；时间为3～5h；条件为将硫化物置于40～50%的富氧环境下。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤c中，所述氧化钙为分析纯，用量为7～10g/l；所述加热的温度为75～95℃；所述搅拌的时间为1～2h。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤d中，所述co2气体中co2的浓度大于38%；所述烘干的温度为95～105℃。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤e中，所述相容剂为马来酸酐接枝共聚物；抗氧剂为抗氧剂1010。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，按重量份计，步骤e中，所述耐热阻燃abs/pc合金包括20～30份氢氧化铝、3～5份磷酸三苯酯、4～6份聚磷酸铵、40～50份pc、30～40份abs、5～8份相容剂和0.5～2份抗氧剂。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤e中，所述双螺杆挤出机的挤出温度为210～230℃，螺杆转速30～50r/min。
前述的磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，所述双螺杆挤出机的挤出温度为220℃，螺杆转速40r/min。
本发明通过将磷石膏和粉煤灰反应、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（粉煤灰）→na2o·al2o3+cao·sio2↓+[硫]
从该反应式可知，用磷石膏中的cao与粉煤灰中的sio2生成原硅酸钙（cao·sio2↓）后，得到可溶性极好的铝酸钠（na2o·al2o3）。反应式中的[硫]，是指通过生料加改性剂工艺，生成的金属硫化物，其主要成分为fes；浸出熟料中的铝酸钠后，将得到的沉淀物浮选即可得到fes。
有益效果
1、本发明将工业废渣磷石膏和粉煤灰进行综合利用，添加改性剂和添加剂后混合研磨，焙烧，经水磨溶出后进行固液分离，即可得到成分分明的产物，产物分别提取方便，对磷石膏和粉煤灰的利用工艺非常简单。
2、本发明将磷石膏和粉煤灰配以改性剂、添加剂混合研磨、焙烧，再水磨溶出后进行固液分离，即可得到成分分明的产物，其中的有价成分均可单独提取，大大提高了磷石膏和粉煤灰的利用率。
3、本发明通过将工业废渣磷石膏和粉煤灰、混合添加剂和改性剂研磨后焙烧，再进行水磨溶出和固液分离，原料成本低廉，工艺简单，且焙烧过程形成的主要成分金属硫化物、偏铝酸盐和硅酸盐成分分明，均可单独提取回收，大大提高了磷石膏和粉煤灰的附加值。
4、本发明利用磷石膏和粉煤灰，加上添加剂和改性剂作为原料，焙烧后经过水磨溶出和固液分离就能得到成分分明的产物，焙烧过后产物中不含有机物，非常利于后期对产物各组分进行分别提取，尤其是固液分离中得到液体，经氧化钙简易提纯后的偏铝酸钠溶液，通入co2气体后经过洗涤的氢氧化铝，具有很高的纯度，纯度可达99%以上，是作为耐热阻燃abs/pc合金的良好原料。
5、本发明通过廉价的工业废渣磷石膏和粉煤灰，加上一定的添加剂和改性剂制得氢氧化铝的工艺简单，原料成本低廉，所得氢氧化铝的成本很低，用于生产耐热阻燃abs/pc合金，可大大降低耐热阻燃abs/pc合金的生产成本，且所制备的低耐热阻燃abs/pc合金具有很好的耐热性与阻燃性。
为了证明本发明的优点，发明人做了如下测试：
对实施例1～3所制得的耐热阻燃abs/pc合金进行热变形温度检测，以及氧指数检测，得表1结果。对照例为不添加氢氧化铝的abs/pc合金。
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1：一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤如下：
a、将磷石膏、粉煤灰、硫酸钠和碳混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和粉煤灰按照1:1.6重量比的比例混合，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，碳的混合比例为生料总重量的8%送入工业立窑内焙烧，焙烧温度为1280℃，焙烧时间为4h，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离时液固体积比为2:1；
b、将步骤a中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物置于40%的富氧环境下，在1150℃下焙烧5h，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；
c、向步骤a中固液分离得到的液体中按10g/l加入分析纯氧化钙，加热至95℃，搅拌1h，过滤，制得偏铝酸钠溶液；
d、向步骤c制得的偏铝酸钠溶液中通入，浓度大于38%的co2气体，至不再产生沉淀，用蒸馏水洗涤沉淀，洗涤后的沉淀在95℃的干燥箱中烘干，然后研磨，制得氢氧化铝；
e、按重量份计，将步骤d制得的20份氢氧化铝放入高速混合机，再加入3份磷酸三苯酯、4份聚磷酸铵、40份pc、30份abs、5份马来酸酐接枝共聚物和0.5份抗氧剂1010混合均匀，然后经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出时的温度为210℃，螺杆转速30r/min，制得耐热阻燃abs/pc合金。
实施例2：一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤如下：
a、将磷石膏、粉煤灰、硫酸钠和碳混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和粉煤灰按照1.3:1重量比的比例混合，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，碳的混合比例为生料总重量的22%送入工业立窑内焙烧，焙烧温度为1380℃，焙烧时间为2h，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离时液固体积比为6:1；
b、将步骤a中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物置于45%的富氧环境下，在1200℃下焙烧3h，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；
c、向步骤a中固液分离得到的液体中按7g/l加入分析纯氧化钙，加热至75℃，搅拌2h，过滤，制得偏铝酸钠溶液；
d、向步骤c制得的偏铝酸钠溶液中通入，浓度大于38%的co2气体，至不再产生沉淀，用蒸馏水洗涤沉淀，洗涤后的沉淀在105℃的干燥箱中烘干，然后研磨，制得氢氧化铝；
e、按重量份计，将步骤d制得的30份氢氧化铝放入高速混合机，再加入5份磷酸三苯酯、6份聚磷酸铵、50份pc、40份abs、8份马来酸酐接枝共聚物和2份抗氧剂1010混合均匀，然后经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出时的温度为230℃，螺杆转速50r/min，制得耐热阻燃abs/pc合金。
实施例3：一种磷石膏和粉煤灰制酸联产耐热阻燃abs/pc合金的工艺，步骤如下：
a、将磷石膏、粉煤灰、硫酸钠和碳混合并研磨制成生料，生料中，磷石膏和粉煤灰按照1.2:1.3重量比的比例混合，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，碳的混合比例为生料总重量的15%送入工业立窑内焙烧，焙烧温度为1330℃，焙烧时间为3h，制得熟料，对熟料进行水磨溶出，并进行固液分离，分离时液固体积比为4:1；
b、将步骤a中固液分离得到的沉淀进行浮选，分离出硫化物，将分离出的硫化物置于45%的富氧环境下，在1200℃下焙烧4h，焙烧产生的烟气经五氧化二钒催化反应后，采用浓硫酸进行吸收，制得硫酸；
c、向步骤a中固液分离得到的液体中按8.5g/l加入分析纯氧化钙，加热至85℃，搅拌1.5h，过滤，制得偏铝酸钠溶液；
d、向步骤c制得的偏铝酸钠溶液中通入，浓度大于38%的co2气体，至不再产生沉淀，用蒸馏水洗涤沉淀，洗涤后的沉淀在100℃的干燥箱中烘干，然后研磨，制得氢氧化铝；
e、按重量份计，将步骤d制得的25份氢氧化铝放入高速混合机，再加入4份磷酸三苯酯、5份聚磷酸铵、45份pc、35份abs、6份马来酸酐接枝共聚物和1.2份抗氧剂1010混合均匀，然后经双螺杆挤出机挤出造粒，挤出时的温度为220℃，螺杆转速40r/min，制得耐热阻燃abs/pc合金。