磷酸二氫鉀生產(chǎn)工藝
磷酸二氫鉀（KH2PO4）是白色結(jié)晶或粉末，易溶于水。工業(yè)上，常用于細(xì)菌培養(yǎng)劑，釀造酵母培養(yǎng)劑，合成清酒調(diào)味劑。用于青毒素、土霉素、雞苷、味精等生產(chǎn)上。農(nóng)業(yè)上，由于其是不含氯的水溶性磷鉀肥，含量高（P2O5 51%、K2O 34%左右），目前所知化肥中鹽指數(shù)低，對農(nóng)作物的種子、幼苗和根部都沒有灼傷的危險。其物理化學(xué)性穩(wěn)定，屬一致性溶解肥料，對土壤適應(yīng)性強(qiáng)。對農(nóng)作物在加速灌漿、促進(jìn)代謝、抵御干熱風(fēng)和防止倒伏等方面均有顯著效果。因此可用于葉面噴灑、浸種、拌種、沾根、灌根、基肥、追肥等。無論在小麥、水稻、玉米、豆類、薯類、樹類、瓜類、花生、棉花、煙草、茶葉、蔬菜、蘋果、葡萄等作物上，均可廣泛應(yīng)用。據(jù)農(nóng)業(yè)測試，一般每畝合理使用100～250g，大田作物增產(chǎn)8%以上，經(jīng)濟(jì)作物增產(chǎn)效果更高。農(nóng)用微肥、種子包衣也都用磷酸二氫鉀作原料。
磷酸二氫鉀的制備工藝早在18世紀(jì)初就已有研究，但直到20世紀(jì)60年代中期，才開始對其生產(chǎn)過程的理論基礎(chǔ)和工藝進(jìn)行深入的研究。尤其近年來，由于對磷酸二氫鉀肥效的肯定，相繼開發(fā)了各種制備方法。
l、中和法
中和法生產(chǎn)磷酸二氫鉀是用氫氧化鉀或碳酸鉀中和磷酸以生產(chǎn)磷酸二氫鉀，其化學(xué)反應(yīng)如下：
H3PO4＋KOH=KH2P04＋H2O
2H3PO4＋K2CO4=2KH2PO4＋H2O＋CO2
中和法具有工藝簡單、產(chǎn)品純度高、技術(shù)成熟等優(yōu)點，但所用原料昂貴，生產(chǎn)成本高，不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。
2、結(jié)晶法
結(jié)晶法是根據(jù)H3PO4-KH2PO4-KCl-H2O系統(tǒng)中，在不同溫度下KH2PO4在H3PO4溶液中的溶解度變化來分離制得KH2PO4，反應(yīng)方程式如下：
H3PO4＋KC1=KH2PO4+HCl
該法生產(chǎn)磷酸二氫鉀，經(jīng)濟(jì)上比中和法，但是（1）該法是在酸性介質(zhì)高溫下（170℃左右）反應(yīng)，對設(shè)備的要求非?？量?，而且極易被腐蝕，不僅一次性投資大，而且大幅度地增加成本。（2）由于HCl的溢出，需要吸收裝置，不注意會形成污染；（3）質(zhì)量較差，含3%左右的氯離子和少量磷酸。
3、萃取法
萃取法是將濕法磷酸的凈化過程與磷酸二氫鉀的提取過程結(jié)合為一體，在結(jié)晶法生產(chǎn)磷酸二氫鉀基礎(chǔ)上，根據(jù)磷酸二氫鉀在不同溶劑中具有不同的溶解度特性，選擇性地使用溶劑將磷酸二氫鉀從混合物中分離出來。反應(yīng)方程式可表示為(S為有機(jī)溶劑)：
S·H3PO4+KCl=KH2PO4+S·HCl
國內(nèi)外對萃取法進(jìn)行了大量的研究，先后出現(xiàn)過用正丁醇、有機(jī)胺、三聚氰胺、二丁基亞砜和三辛胺-環(huán)己烷-異戊醇作為萃取劑進(jìn)行生產(chǎn)的報道。該法具有過程簡單、能耗低、反應(yīng)條件溫和、有機(jī)溶劑可循環(huán)利用等優(yōu)點，但有機(jī)溶劑價格昂貴，還需要考慮有機(jī)溶劑的回收利用，從而造成生產(chǎn)中投資過高。
4、離子交換法
離子交換法，是利用一種陽離子或陰離子樹脂，分別對H2PO4 -1離子和K離子的吸附或再生過程來合成KH2PO4。
該法生產(chǎn)的磷酸二氫鉀雖質(zhì)量較高，但蒸發(fā)量太大，（1t成品需要蒸發(fā)水15m3），能耗過高，且樹脂價格昂貴，一次性投資較大。生產(chǎn)過程中，樹脂還容易中毒而全部更換，這就給生產(chǎn)帶來麻煩和增大成本。還有就是氯化銨等廢水的環(huán)境污染，如果廢水回收能耗又太高。
該工藝還可以用氯化鉀與碳酸氫銨通過離子交換先生產(chǎn)碳酸氫鉀，再與磷酸反應(yīng)生產(chǎn)磷酸二氫鉀（相當(dāng)于中和法）。
5、磷酸二氫鈉復(fù)分解法
磷酸二氫鈉復(fù)分解法是將氯化鉀中的鉀離子與正磷酸鹽的磷酸二氫根，通過復(fù)分解反應(yīng)，
生成磷酸二氫鉀，其化學(xué)反應(yīng)如下：
Na2CO3+2H3PO4=2NaH2PO4+CO2+H2O
NaH2PO4+KCl=KH2PO4+NaCl
該法的特點是：生產(chǎn)設(shè)備簡單，反應(yīng)條件平和，操作方便，沒有污染，質(zhì)量可靠，成本較中和法每噸下降1000元以上。按說該法已是比較理想的工藝，但仍有一定不足之處，就是副產(chǎn)品氯化鈉價值太低，仍然影響磷酸二氫鉀成本，而且生產(chǎn)周期比較長。
6、磷酸二氫銨復(fù)分解法
為尋找理想的磷酸二氫鉀生產(chǎn)工藝，科學(xué)工作者在幾十年前就提出了用磷酸二氫銨與氯化鉀進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)，生產(chǎn)磷酸二氫鉀和氯化銨的生產(chǎn)方法，反應(yīng)方程如下：
NH4H2PO4＋KC1=KH2PO4＋NH4Cl
或NH4HCO3（NH3）＋H3PO4＋KC1=KH2PO4＋2NH4Cl＋CO2＋H20
不難看出，該反應(yīng)與2NH4HCO3＋2H3PO4＋2KC1=2KH2PO4＋2NH4Cl＋2CO2＋2H20相比，成本要低得多。按方程式及實際生產(chǎn)計算，0.4t純堿(1300元／t)520元，0.6t碳銨（400元／t）240，0.4t氯化銨（800元/t）320元，0.43 t氯化鈉（l00元/t）43元，成本相差557元。
因為NH4H2PO4＋KCl=KH2PO4 ＋NH4Cl反應(yīng)進(jìn)行不到底，從圖象上也找不到理想的途徑，因此該反應(yīng)的研究進(jìn)展緩慢。早見到的是英國 AlbrgntWillon公司的成果。該法是用熱法磷酸吸收氨生成磷酸二氫銨，磷酸二氫銨與氯化鉀在80℃下進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)生成了磷酸二氫鉀。分離產(chǎn)品后的母液再與CaO反應(yīng)，生成磷酸二氫鈣、并從殘渣中回收氨與氯化鉀供循環(huán)用，該法磷酸二氫鉀收率較低，僅為63%。
日本有田秀南等人建立了用磷酸銨和氯化鉀為原料，同時制取磷酸二氫鉀和氯化鉸的方法，據(jù)說收率很高，有較高的價值，但未工業(yè)化生產(chǎn)。
近年也有人以碳酸氫銨、磷酸、氯化鉀生產(chǎn)磷酸二氫鉀工藝進(jìn)行研究，磷酸二氫鉀收率在95%左右，副產(chǎn)品為以氯化銨為主的元素復(fù)合肥，磷酸二氫鉀含量一次性達(dá)92%以上，并能達(dá)到98%。
7、沸石法海水提取磷酸二氫鉀。
8、電滲析法。
9、濕法磷酸直接法工藝。

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