本发明涉及一种磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺，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（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。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。
赤泥是用铝土矿提炼氧化铝过程中产生的废弃物。因其富含铁，呈赤红色泥浆状而得名。每生产1吨氧化铝，大约产生赤泥1.0-2.0吨。我国赤泥的年产生量约为1.0亿吨，累计堆存量约为5亿吨。
建筑物的防水问题不仅关系到人们的工作、生活环境，而且也影响到建筑物的使用寿命。随着国家经济的高速发展，我国的工程建设也在蓬勃发展，尤其是住房、体育设施、道路交通等各项工程的建设，为改善人民生活水平提供了物质条件，如何做好各项工程建设的防水和耐腐蚀问题、是工程建设方最为关心的问题，要攻克技术难关必须依靠科技进步，采用先进技术，包括新材料的应用。在现有的建筑防水涂料中含有铝酸钠，而该铝酸钠一般采用铝矾土或氢氧化铝与氢氧化钠加工制备得到，铝酸钠的加工工艺复杂，生产成本高，导致铝酸钠价格贵，大大的增加了防水涂料的生产成本。
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，这造成了磷石膏和赤泥中大量高价值成分的浪费，附加值非常低。而将磷石膏和赤泥综合利用来制酸，同时联产建筑防水涂料的工艺，未见报道。
发明目的
本发明的目的在于，提供一种磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺。本发明具有制酸和制备建筑防水涂料成本低，废渣利用率高，工艺简单，建筑防水涂料品质高的特点。
本发明的技术方案
一种磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺，包括如下步骤：
a、将磷石膏、赤泥、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；
b、将步骤a制得的熟料进行溶出，并进行固液分离；
c、将步骤b分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；
d、将步骤c分离出的硫化物置于30-50%的富氧环境下，在800-1200℃下焙烧3-5小时，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；
e、将步骤b分离得到的溶液经蒸发，得到固体物质，将固定物质粉碎得到固体粉末；
f、将步骤e得到的固体粉末中加入甲基丙烯酸甲酯，丙稀酸乳液，无水氯化钙，聚乙烯醇，硫磺，六偏磷酸钠，乙二醛，木质纤维，十二烷基苯磺酸钠乳液，邻苯二甲酸二丁酯,水均匀混合制得建筑防水涂料。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，步骤a中，所述的赤泥为拜耳法生产氧化铝产生的赤泥；所述添加剂为碳酸钠或烧碱；所述改性剂为无烟煤、碳或煤矸石。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，步骤a中，所述的生料中，磷石膏和拜耳赤泥按照1:0.6-1.8重量比的比例混合，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10-25%。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，步骤a中，所述窑为工业回转窑、工业隧道窑或工业立窑。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，步骤a中，是在温度1000-1350℃下焙烧时间1-2小时。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，步骤b中，所述熟料先水磨后溶出；溶出时的液固体积比为3-6:1。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，所述溶出时的液固体积比为4-6:1。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，步骤e中，所述蒸发温度为80-120℃。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，步骤f中,按重量份计，所述建筑防水涂料包含固体粉末15-20份，甲基丙烯酸甲酯25-30份，丙稀酸乳液20-25份，无水氯化钙30-35份，聚乙烯醇10-15份，硫磺5-10份，六偏磷酸钠2-4份，乙二醛1-2份，木质纤维3-6份，十二烷基苯磺酸钠乳液1-3份，邻苯二甲酸二丁酯0.5-1.2份，水10-15份。
前述的磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺中，按重量份计，所述建筑防水涂料包含固体粉末17份，甲基丙烯酸甲酯28份，丙稀酸乳液22份，无水氯化钙33份，聚乙烯醇12份，硫磺8份，六偏磷酸钠3份，乙二醛1.5份，木质纤维4份，十二烷基苯磺酸钠乳液2份，邻苯二甲酸二丁酯1份，水13份。
本发明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（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、本发明通过利用磷石膏和赤泥作为原料，并加入添加剂和改性剂之后，在高温焙烧的工艺下得到主要含硅酸盐、铝酸盐和硫化物的熟料，而该铝酸盐的主要成分为铝酸钠，将铝酸钠水溶出后即可进行回收，而固体残渣浮选之后，得到硫化物，采用硫化物制备硫酸，
通过回收的铝酸钠与其它原料来制备建筑防水涂料，由于整个工艺中主要以磷石膏和赤泥为原料，添加少量其他物质即可，因此，大大降低了制酸和建筑防水涂料的成本投入。还大大增加了磷石膏和赤泥废渣的利用率，为缓解磷石膏和赤泥对环境的污染具有重要的贡献。
2、本发明将工艺中的固体残渣浮选之后，得到硫化物，采用硫化物制备硫酸，制酸的成本低，制酸工艺简单。
3、本发明通过的原料通过焙烧后，得到的成分分明，铝主要以铝酸钠形式存在，利用铝酸钠极易溶于水的特性，可简单快速的将其分离并用于制备建筑防水涂料，建筑防水涂料品质高，建筑防水涂料成本低。
为进一步证明本发明的效果，发明人做了如下实验。
1、建筑防水涂料品质检测
对以下五组实施例中随机抽取其中三组制得的建筑防水涂料进行检测，建筑防水涂料按照gb/t23445-2009《k11聚合物水泥防水涂料》进行检测，得到三份检测报告如下；
从以上表格可以看出，本发明的建筑防水涂料符合gb/t23445-2009《k11聚合物水泥防水涂料》的要求，且从数据上分析得出本发明的建筑防水涂料品质高，效果好的特点。
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1：一种磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺，步骤如下：
a、将磷石膏、拜耳赤泥、碳酸钠和无烟煤混合并研磨制成生料，送入工业回转窑内在温度1000℃下焙烧时间2小时，制得熟料；其中，磷石膏和拜耳赤泥按照1:0.6重量比的比例混合，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，无烟煤的混合比例为生料总重量的10%；
b、将步骤a制得的熟料以液固体积比为4:1进行水磨溶出，并进行固液分离；
c、将步骤b分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；
d、将步骤c分离出的硫化物置于30%的富氧环境下，在800℃下焙烧5小时，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；
e、将步骤b分离得到的溶液经在温度为80℃下蒸发，得到固体物质，将固定物质粉碎得到固体粉末；
f、将步骤e得到的固体粉末中加入甲基丙烯酸甲酯，丙稀酸乳液，无水氯化钙，聚乙烯醇，硫磺，六偏磷酸钠，乙二醛，木质纤维，十二烷基苯磺酸钠乳液，邻苯二甲酸二丁酯,水均匀混合制得建筑防水涂料，其中按重量份计，所述建筑防水涂料包含固体粉末15份，甲基丙烯酸甲酯25份，丙稀酸乳液20份，无水氯化钙30份，聚乙烯醇10份，硫磺5份，六偏磷酸钠2份，乙二醛1份，木质纤维3份，十二烷基苯磺酸钠乳液1份，邻苯二甲酸二丁酯0.5份，水10-份。
实施例2：一种磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺，步骤如下：
a、将磷石膏、拜耳赤泥、烧碱和碳混合并研磨制成生料，送入工业回转窑内在温度1200℃下焙烧时间1.5小时，制得熟料；其中，磷石膏和拜耳赤泥按照1:0.8重量比的比例混合，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，碳的混合比例为生料总重量的15%；
b、将步骤a制得的熟料以液固体积比为5:1进行水磨溶出，并进行固液分离；
c、将步骤b分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；
d、将步骤c分离出的硫化物置于35%的富氧环境下，在900℃下焙烧4小时，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；
e、将步骤b分离得到的溶液经在温度为85℃下蒸发，得到固体物质，将固定物质粉碎得到固体粉末；
f、将步骤e得到的固体粉末中加入甲基丙烯酸甲酯，丙稀酸乳液，无水氯化钙，聚乙烯醇，硫磺，六偏磷酸钠，乙二醛，木质纤维，十二烷基苯磺酸钠乳液，邻苯二甲酸二丁酯,水均匀混合制得建筑防水涂料，其中按重量份计，所述建筑防水涂料包含固体粉末19份，甲基丙烯酸甲酯25份，丙稀酸乳液25份，无水氯化钙30份，聚乙烯醇15份，硫磺5份，六偏磷酸钠2份，乙二醛2份，木质纤维6份，十二烷基苯磺酸钠乳液1份，邻苯二甲酸二丁酯0.5份，水10份。
实施例3：一种磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺，步骤如下：
a、将磷石膏、拜耳赤泥、碳酸钠和煤矸石混合并研磨制成生料，送入工业回转窑内在温度1300℃下焙烧时间1.5小时，制得熟料；其中，磷石膏和拜耳赤泥按照1:1.1重量比的比例混合，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，煤矸石的混合比例为生料总重量的20%；
b、将步骤a制得的熟料以液固体积比为6:1进行水磨溶出，并进行固液分离；
c、将步骤b分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；
d、将步骤c分离出的硫化物置于45%的富氧环境下，在1000℃下焙烧3小时，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；
e、将步骤b分离得到的溶液经在温度为100℃下蒸发，得到固体物质，将固定物质粉碎得到固体粉末；
f、将步骤e得到的固体粉末中加入甲基丙烯酸甲酯，丙稀酸乳液，无水氯化钙，聚乙烯醇，硫磺，六偏磷酸钠，乙二醛，木质纤维，十二烷基苯磺酸钠乳液，邻苯二甲酸二丁酯,水均匀混合制得建筑防水涂料，其中按重量份计，所述建筑防水涂料包含固体粉末18份，甲基丙烯酸甲酯28份，丙稀酸乳液23份，无水氯化钙33份，聚乙烯醇13份，硫磺8份，六偏磷酸钠2份，乙二醛1份，木质纤维5份，十二烷基苯磺酸钠乳液2份，邻苯二甲酸二丁酯1份，水13份。
实施例4：一种磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺，步骤如下：
a、将磷石膏、拜耳赤泥、烧碱和煤矸石混合并研磨制成生料，送入工业回转窑内在温度1350℃下焙烧时间1小时，制得熟料；其中，磷石膏和拜耳赤泥按照1:1.5重量比的比例混合，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25%；
b、将步骤a制得的熟料以液固体积比为5:1进行水磨溶出，并进行固液分离；
c、将步骤b分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；
d、将步骤c分离出的硫化物置于45%的富氧环境下，在1200℃下焙烧3小时，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；
e、将步骤b分离得到的溶液经在温度为110℃下蒸发，得到固体物质，将固定物质粉碎得到固体粉末；
f、将步骤e得到的固体粉末中加入甲基丙烯酸甲酯，丙稀酸乳液，无水氯化钙，聚乙烯醇，硫磺，六偏磷酸钠，乙二醛，木质纤维，十二烷基苯磺酸钠乳液，邻苯二甲酸二丁酯,水均匀混合制得建筑防水涂料，其中按重量份计，所述建筑防水涂料包含固体粉末16份，甲基丙烯酸甲酯28份，丙稀酸乳液22份，无水氯化钙33份，聚乙烯醇12份，硫磺8份，六偏磷酸钠3份，乙二醛1.5份，木质纤维4份，十二烷基苯磺酸钠乳液2份，邻苯二甲酸二丁酯1份，水13份。
实施例5：一种磷石膏和赤泥制酸联产建筑防水涂料的工艺，步骤如下：
a、将磷石膏、拜耳赤泥、烧碱和无烟煤混合并研磨制成生料，送入工业回转窑内在温度1200℃下焙烧时间2小时，制得熟料；其中，磷石膏和拜耳赤泥按照1:1.8重量比的比例混合，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，无烟煤的混合比例为生料总重量的20%；
b、将步骤a制得的熟料以液固体积比为4:1进行水磨溶出，并进行固液分离；
c、将步骤b分离得到的残渣经浮选，分离得硫化物；
d、将步骤c分离出的硫化物置于50%的富氧环境下，在1100℃下焙烧4小时，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；
e、将步骤b分离得到的溶液经在温度为120℃下蒸发，得到固体物质，将固定物质粉碎得到固体粉末；
f、将步骤e得到的固体粉末中加入甲基丙烯酸甲酯，丙稀酸乳液，无水氯化钙，聚乙烯醇，硫磺，六偏磷酸钠，乙二醛，木质纤维，十二烷基苯磺酸钠乳液，邻苯二甲酸二丁酯,水均匀混合制得建筑防水涂料，其中按重量份计，所述建筑防水涂料包含固体粉末20份，甲基丙烯酸甲酯30份，丙稀酸乳液25份，无水氯化钙35份，聚乙烯醇15份，硫磺10份，六偏磷酸钠4份，乙二醛2份，木质纤维6份，十二烷基苯磺酸钠乳液3份，邻苯二甲酸二丁酯1.2份，水15份。