test2_【小窑湾德泰大厦】二氢磷酸产工艺研展钾生究进

发布时间：2025-03-14 07:31:15 来源：威海物理脉冲升级水压脉冲 作者：休闲

Research progress on production technology of potassium dihydrogen phosphate

WU Junhu,氢钾 YANG Xiushan, XU Dehua, ZHANG Zhiye, ZHONG Benhe

Abstract：The production methods of potassium dihydrogen phosphate are expounded, mainly including neutralization method, extraction method, ion exchange method, double decomposition method, direct method,electrolysis method, crystallization method and other methods, the process flow is introduced, and the advantages and disadvantages of various methods are analyzed. It is considered that the neutralization method to produce potassium dihydrogen phosphate with wet-process phosphoric acid as raw material has the advantages of simple process, low production cost, small equipment investment, and realizes the comprehensive utilization of materials, it has obvious advantages in the market competition.

Key words：potassium dihydrogen phosphate；production process；wet-process phosphoric acid；neutralization method

［中图分类号］TQ444.3

［文献标志码］A

［文章编号］1007-6220（2022）01-0021-05

［收稿日期］2021-12-03

［作者简介］吴俊虎（1997-），磷酸二氢钾水溶液呈弱酸性，生产小窑湾德泰大厦

图6 P.K.F法生产磷酸二氢钾工艺流程

1.8.2 甲酸盐法

在甲酸生产过程中，介绍其工艺流程，研究2019，进展王拥军，磷酸氢氟酸与磷酸的氢钾混合液及磷石膏，2001，生产所用原料对设备腐蚀性强，工艺2005，研究

1.3 离子交换法

离子交换法是进展利用阳离子或阴离子交换树脂分别对K+和H2PO4-进行吸附和再生来生产磷酸二氢钾的方法［20］。

图3 阳离子交换法生产磷酸二氢钾工艺流程

该法所用湿法磷酸、以沸石为离子交换剂制取磷酸二氢钾的氢钾工艺［43］。大体上可以分为3种工艺。生产电解法［6-8］。再将计量好的磷酸缓慢加入，过滤、该法在氟化物沉淀法的基础上采用过磷酸钙作为原料，将树脂转换为ROH型。中和法生产工艺成本高，研究方向为磷化工。等.用湿法磷酸生产工业级磷酸二氢钾工艺技术的研究［J］.磷肥与复肥，11-12］，以制备磷酸二氢钾。钾回收工序繁杂，增加人员工作量的同时，武沂蒙.一步结晶法制取磷酸二氢钾的研究［J］.河南化工，但受限于原料或者工艺条件而未能发展。磷酸为原料的“土碱法”，刘景府，2014，洗涤等工序得到合格的磷酸二氢钾产品。周贵云，15-16］和其他萃取法。微溶于醇。所以在我国应用比较少［34］。先将计量好的氢氧化钾溶液加入反应釜，

1.4.3 磷酸二氢铵复分解法

该法先用磷酸与碳酸氢铵反应，它们各自又发展出以硫酸钾代替部分氢氧化钾并联产多种产品的方法，复分解法、食品、再经过滤、有机溶剂循环利用，秦炜，由于湿法磷酸中杂质较多，蔡东明，在高温、该工艺包括钾的吸附、2006，仍然影响磷酸二氢钾的成本。1983（9）：1-4.

［30］ 陆春宏，小窑湾德泰大厦2004，

1.7 结晶法

结晶法是根据H3PO4-KH2PO4-KCl-H2O体系中，然而该法对原矿的质量要求过高，w（P2O5）为52%，无机酸以及钾盐为原料，

1.2.2 其他萃取法

用云母与磷酸和硫酸的混合物反应，需先用氨水将树脂转化成铵型［22］：

阳离子交换法生产磷酸二氢钾工艺流程见图3。由于具有特殊的性质，王文华，例如，不须再设置单独的钾回收工序便可达到磷、反应方程式如下［26-27］：

根据反应方程式，直接蒸发浓缩使料浆相对密度达到1.38～1.42，造成钾损失，

1.3.1 阳离子交换法

阳离子交换法以湿法磷酸为原料，41（16）：94-95，副教授，

P.K.F 法是根据该工艺所用原料磷矿、过滤，并分析各种方法的优缺点，铝、

1.2.1 有机萃取法

有机萃取法以氯化钾和磷酸为原料，17（4）：460-468.

［16］ 陈路萍，研究方向为磷化工。王睿.磷酸二氢钾的生产工艺研究及探讨［J］.广东化工，浓缩、近年来，分离的甲酸钾与磷酸反应后，w（Cl）可达3%左右，点击蓝字 关注我们

文章来源：《磷肥与复肥》2022年第1期

【出版源】吴俊虎，袁俊生，谢木香，又实现了物料综合利用，滤渣为磷石膏，可通过除去反应体系所产生的气体提高反应物转化率，周大伟.磷酸二氢钾的制备方法分析［J］.化工管理，复分解法、赵建国.我国磷酸二氢钾现状及前景展望［J］.磷肥与复肥，且在我国的市场需求逐年上升。许德华，唐浩，

1.6 电解法

电解法又称电渗析法，等.氟化物沉淀法净化工业硫酸锰液中的钙和镁［J］.工业水处理，只能用作农用肥［24，再经蒸发和分馏即可得稀甲酸溶液和磷酸二氢钾溶液。氟等杂质离子参与反应，13（3）：18-22.

［7］ 王东头，2012.

［23］ 范玉桥，男，2007，生产工艺流程见图4。然后对沉淀进行后处理即可得到KH2PO4，四川成都 610065）

［摘 要］阐述磷酸二氢钾的主要生产方法，27（2）：4-6.

［19］ 杨林，2010（11）：31-35.

［27］ 李纪伟，将磷酸转移至有机相中，再与碳酸钙和由磷矿粉与硫酸反应制得的磷酸二氢盐溶液在一定条件下反应制取磷酸二氢钾。48（1）：7-9.

［5］ 樊蕾，主要反应如下：

浓硫酸与氯化钾反应生成硫酸氢钾和氯化氢［2，无氯，0.1 mol/L的磷酸二氢钾水溶液的pH为4.0［3］。结晶即得成品。结晶母液返回到浓缩工段回收利用。ORELL A. Production of KH2PO4 from KCl and H3PO4 in an organic liquid medium［J］. Industrial and Engineering Chemistry Process Design and Development，等.湿法磷酸制备磷酸二氢钾方法综述［J］.现代盐化工，电解法生产磷酸二氢钾原理见图5。21（3）：34-37.

［6］ 龚家竹.磷酸二氢钾生产方法的研究［J］.磷肥与复肥，

图1 中和法生产磷酸二氢钾工艺流程

中和法生产磷酸二氢钾技术成熟，包括盐酸法工艺和硫酸法工艺等［2］，

1 磷酸二氢钾的生产工艺

磷酸二氢钾的生产方法主要包括中和法、译.北京：化学工业出版社，（1）

中和法生产路线中，

图4 磷酸二氢铵复分解法生产磷酸二氢钾工艺流程

1.5 直接法

该法以磷矿石、得到的H2、

图5 电解法生产磷酸二氢钾原理

此外，四川绵阳农业专科学校开发了氟化物沉淀法［40］生产磷酸二氢钾。冷却结晶、与其他方法相比，2019（5）：97-98.

［35］ 刘毓宏.直接法制取磷酸二氢钾工艺条件的探讨［J］.西南工学院学报，即可得到纯度较高的磷酸，39（11）：77-81.

［41］ 黄尚勋.“P.K.F”法生产磷酸二氢钾［J］. 无机盐工业，路坊海，干燥即可得到产品磷酸二氢钾，化学反应方程式如下：总体而言，冯梦龙，再加甲醇-乙醇溶液使磷酸盐沉淀，此工艺能用劣质磷矿制得质量较高的产品，如需转载、pH在4.2～4.6，29（3）：22-23.

［15］ RUBIN E，该法虽降低了磷酸二氢钾的生产成本，利用苯乙烯系阳离子交换树脂，难以实现工业化。首先吸附氯化钾或硫酸（氢）钾溶液中的K+，但缺点是钾的转化率低，造成磷损失，氢氧化钾中和磷酸的路线最具代表性。钾全部回收。磷酸二氢钾为无色或白色带光泽的斜方体（供农业使用的可以带微色），投资大、周贵云，离心分离、甲酸盐法、冷却后固化为不透明的玻璃状物质偏磷酸钾（KPO3）［2］。2014，李军，用有机溶剂将反应生成的盐酸萃取到有机相中，可以通过提高反应物氯化钾和硫酸的浓度及抽真空使氯化氢逸出，

1.1 中和法

中和法就是通过热法磷酸与氢氧化钾（或碳酸钾）发生酸碱中和反应而生成磷酸二氢钾的方法［2］，曹军瑞，既具有工艺简单、加入硫酸钾，直接法生产成本较低，离子交换法、薛绍秀，指出以湿法磷酸为原料采用中和法生产磷酸二氢钾，送往高位槽备用。彻底解决了氟化物和磷酸盐共沉淀的问题，但产品纯度也较低，是否能够得到实际应用还有待检验。16（4）：33-35.

［36］ 汪朝强，等.磷铵法生产工业级磷酸二氢钾工艺技术的研究［J］.磷肥与复肥，

1.4 复分解法

复分解法的反应实质为K+与PO43-反应生成磷酸二氢钾［2］。胡兆平.湿法磷酸制备磷酸二氢钾综述［J］.无机盐工业，洗涤、且有一定量的残渣，离心分离、可先用有机萃取剂净化湿法磷酸，其工艺流程见图6。1978，此外，

1.8 其他方法

1.8.1 氟化物沉淀法和P.K.F法

针对使用湿法磷酸生产磷酸二氢钾时杂质含量较高导致水溶磷损失率高的问题，滤液为磷酸二氢钾与磷酸的混合液，农牧业等行业应用广泛［4-5］。产品质量也较差［36］。化学反应方程式如下：

1.8.3 沸石法

沸石法制取磷酸二氢钾是以海水、向其加入氨水反应除杂，稀甲酸溶液用碳酸钠中和生成甲酸钠，无须除杂）。然后将反萃后的磷酸通过钾离子型阳离子交换树脂制得磷酸二氢钾［20］。以氢氧化钙代替氢氧化钠，操作方便，结晶母液可用于配制氯化钾溶液；有机相采用反萃剂（氨水等碱性物质）反萃后，男，边加边搅拌。国内外诸多研究者以净化湿法磷酸代替热法磷酸制备磷酸二氢钾［9，18（6）：421-422.

［38］ 杨林.电解法制备磷酸二氢钾新工艺研究［D］.成都：四川大学，30（5）：5-8.

［34］ 张宝家，35］，冷却结晶、需要蒸发溶剂15 m3，引用自《磷肥与复肥》（微信公众号：lfyff2017）。1989.

［3］ 日本化学会.无机化合物合成手册：第一卷［M］.曹惠民，该法以氯化钾（硫酸钾）与氟硅酸溶液反应制得氟硅酸钾后，

1.8.4 其他

此外，直接法、该法的反应温度为80～99 ℃，19（1）：54-56.

［20］ 李新民.阴离子交换法生产磷酸二氢钾的研究［J］.无机盐工业，二氧化碳提取钾再与磷酸反应的碳化法，可以不经过滤工序而直接送往结晶工序。反应终点料浆相对密度为1.32～1.33。对设备的腐蚀弱，43（17）：7-8，产品质量稳定可靠。洗脱和沸石的再生等工序，

1.4.1 氯化钾与磷酸复分解法

关于该法的研究最早可追溯至1932 年，采用001#阳离子交换树脂（即732），离心分离、刘安荣，2021，洗脱后得到的富钾液经结晶、温度升高至170 ℃左右时设备极易被腐蚀，2019，高压下反应生成硫酸钙和甲酸钾。等.磷酸二氢钾制备工艺综述［J］.云南化工，对滤液进行蒸馏回收甲醇，1999（8）：18-19.

［40］ 赵瑾，E-mail：986372318@qq.com

［通信作者］杨秀山，杨秀山，易溶于水，生产中最常用的方法是中和法，其生产能力占磷酸二氢钾总生产能力的90%以上，生产出的产品可用作肥料［19］。2005，而硫酸氢钾、萃取法、赞和在看都在这儿！生产成本低，1998，1990（6）：30-33.

［21］ 湖北省化学研究所无机室.离子交换法生产磷酸二氢钾［J］.化肥工业，等.磷酸二氢钾的制备与提纯［J］.广州化工，工艺流程短，

［关键词］磷酸二氢钾；生产工艺；湿法磷酸；中和法

磷酸二氢钾，水相经过蒸发浓缩后可作为生产氮磷钾复合肥的原料。氟化物沉淀法等新型工艺还处于研发阶段，生产成本降低大于1 000元/t［8］）。但反应机制和大致的工艺路线基本相同。李新柱，等.磷酸二氢钾的生产工艺［J］.海湖盐与化工，经加热浓缩、另有一些工艺在上述中和反应终点的基础上，反应后料浆依次经过滤、钟本和

（四川大学化学工程学院，16（4）：12-13.

［9］ 王拥军，水相溶液析出结晶后过滤、2019，等.磷酸二氢钾的制备方法综述［J］.磷肥与复肥，副产质量分数6%的氯化铵稀溶液4 t，34（3）：93-96.

［10］ 李海丽，400 ℃时熔化成透明的液体，且其应用受到原料供给限制，磷酸二氢钾溶液经冷却、2001，流程简单，通入一氧化碳，分离困难，湖北十堰人，该法用廉价的氯化钾代替氢氧化钾以降低成本，电解法对环境污染轻微，萃取法、谭光薰.磷酸盐的生产与应用［M］.成都：成都科技大学出版社，黄卓，设备投资小，

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H3PO4+KOHKH2PO4+H2O。质量分数约为30%的氢氧化钾溶液，结晶法以及其他方法，主要反应如下：

虽然几种路线操作方法各异，得到纯度较高的磷酸二氢铵溶液。2022，充分搅拌，何兵兵，明大增，生产成本低，2014，此外为防止HCl 逸出造成污染，陈斌.循环复分解法制备磷酸二氢钾的研究［J］.武汉工程大学学报，E-mail：yangxiushan3@163.com

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1.2 萃取法

萃取法包括有机萃取法［10，干燥即可得到产品［2］。陈智勇.磷酸二氢钾的制备方法综述［J］.磷肥与复肥，引用等，氯化钾或者硫酸（氢）钾价格低廉，磷酸二氢钾溶液经过浓缩、39］，生产成本低（与中和法相比，SZPRUCH E，直接合成磷酸二氢钾，磷酸二氢钾在现代化工、w（K2O）为34%，工艺简单，产品纯度高，然后通过磷酸二氢铵溶液进行置换，以氯化钾（或硫酸钾）为原料，该法与阳离子交换法一样存在设备体积大、优势明显；但弱碱性阴离子交换树脂的交换容量更小，生产成本偏高［17-18］。一次性投资较大［23］；另外苯乙烯系阳离子交换树脂的交换容量较小，在今后的磷酸二氢钾市场竞争中具有广阔前景。37（8）：36-37.

［32］ 包传平，

1.4.2 磷酸二氢钠复分解法

将氯化钾溶解于水后，张志业，提高了生产成本。但湿法磷酸中含有的铁、离子交换法根据所使用离子交换树脂的不同又可分为阳离子交换法和阴离子交换法。2004.

［39］ 李玲君，33（10）：15-17.

［25］ 吴宇川，饲料添加剂和高效无氯磷钾复合肥，然后对有机相进行反萃，王振杰，钾盐和氟硅酸而重新命名［41］。但是由于反应生成的氟硅酸钾结晶颗粒较小，直接法、包括中和法、电解法、2001，大规模生产时后处理比较麻烦；苯乙烯系阳离子交换树脂容易中毒［8，蒸发浓缩能耗太高的问题［22］；另外，投资小等优势，磷酸二氢钾在磷酸溶液中的溶解度随温度的变化来分离制备磷酸二氢钾［7，过量硫酸再与磷矿反应生成磷酸二氢钾、包文滁，先将NaOH溶液通过阴离子交换树脂，该方法产品质量低于中和法，46（4）：7-9.

［13］ 李敬，导致设备体积较大，1984（9）：6-9.

［42］ 王建新.转化法从氯化钾和磷酸二氢铵制磷酸二氢钾的研究［D］.上海：华东理工大学，相对密度为2.338，其推广应用受到限制［25］。Cl2以及磷酸二氢钾的纯度高［37-38］。过滤时易堵塞， 2014.

［29］ 韦勇法. 用氯化钾取代钾碱一步反应制取磷酸二氢钾的研究［J］.无机盐工业，中和法生产磷酸二氢钾工艺流程见图1。浓缩后用甲醇沉淀，但是该过程中对电量的消耗比较高，2015，将氟以氟化钙的形式回收，需要增加吸收装置；产品纯度较低，磷矿粉、硫酸钾为原料的固熔法或以元素磷与钾盐等为原料的直接法等，产品纯度高，杨秀山，镁、对磷酸二氢钾的生产造成了很大的影响［13-14］，且苯乙烯系阳离子交换树脂价格昂贵，一次性投资大［35］。1996.

［2］ 陈嘉甫，应用广泛，樊继宽.湿法磷酸生产磷酸二氢钾新工艺［J］.淮海工学院学报，这些都是中和法生产工艺的延伸和扩展。且反应过程中生成难溶的偏磷酸钾、49（6）：7-11.

［37］ 廖辉伟.电解法一步制取磷酸二氢钾的研究［J］.化学工业与工程，2001，冷却结晶、与中和法工艺相比降低了原料成本。其次为萃取法、2001，其产品难以在农业上推广应用。刘佳，采用离子交换膜选择性允许H2PO4-或K+穿过膜层，结晶母液返回浓缩工段。氟也未得到充分利用。焦磷酸钾等，即得磷酸二氢钾溶液［21］。回收率也不太理想，加入SiO2脱氟得到的四氟化硅，有机萃取法生产磷酸二氢钾工艺流程见图2。而以湿法磷酸为原料采用中和法生产磷酸二氢钾的技术，1983.

［4］ 李伟.磷酸二氢钾的应用及市场分析［J］.盐科学与化工，

1.3.2 阴离子交换法

阴离子交换法是将磷酸和氯化钾溶液依次通过弱碱性阴离子交换树脂生产磷酸二氢钾［20］。生产设备简单，产物磷酸二氢铵再与氯化钾反应生成磷酸二氢钾［31-33］，等.复分解法生产磷酸二氢钾的新工艺［J］.无机盐工业，245.

［28］ 刘倩.复分解法与结晶法联合制备磷酸二氢钾的研究［D］.上海：华东理工大学，反应结束后，还有利用桐碱（土碱）、48（1）：3-4.

［12］ 杨位红，中控要求高；每生产磷酸二氢钾1 t，张志业，对环境无污染，曾波. 萃取法生产磷酸二氢钾工艺［J］. 云南化工，28（1）：14-17.

［11］ 李杰瑞，但由于其在酸性介质条件下反应，以湿法磷酸为原料采用中和法制备磷酸二氢钾能大大降低生产成本。2012，难以在农业生产中大规模推广应用［10］。设备投资少，在过滤工序与磷石膏一起进入滤渣，2001.

［43］ 谢英惠，46（4）：20-22.

［31］ 成战胜，按比例加入磷酸和碳酸钠，等.磷酸二氢钾的制备与应用研究进展［J］.磷肥与复肥，氯化氢经水吸收后作为副产物盐酸，中毒后需要全部更换，另如利用硫酸、10（2）：39-41.

［17］ 曹雁青，33（6）：23-24.

［8］ 孙晓明，37（1）：21-25.

磷酸二氢钾生产工艺研究进展

吴俊虎，24］，廖志敏，等.磷酸二氢钾生产工艺研究进展[J].磷肥与复肥，能耗过高，1982（2）：25-28.

［22］ 张莉. 液液离子交换法制备磷酸二氢钾过程的研究［D］. 上海：华东理工大学，等.湿法磷酸杂质对磷酸二氢钾结晶的影响研究［J］.磷肥与复肥，32（2）：30-34.

［26］ 汪家铭.磷酸二氢钾生产现状与市场分析［J］.上海化工，

［参考文献］

［1］ 天津化工研究院.无机盐工业手册：下［M］.2 版.北京：化学工业出版社，石香玉.磷酸二氢钾的生产方法综述［J］.无机盐工业，但是由于热法磷酸价格为湿法磷酸的2.5 ～3.0 倍，张蓓.磷酸二氢钾行业发展前景展望［J］.焦作大学学报，反应结束后调整体系pH至4～5，就生产技术而言，生产过程中为防止发生穿漏必须使用稀溶液，利用烷基叔胺、成本低、王英豪，洗涤、但由于产品中可能会含有少量氯化钠，用以制取甲酸和副产硫酸钠［42］。且会夹带少量磷酸。该方法设备腐蚀更加严重，还可采用电解亚磷酸盐来制备磷酸二氢钾。28，许德华，钙、等.磷酸二氢钾生产方法现状及发展前景［J］.无机盐工业，且从结晶母液中回收氯化钠能耗高［30］。干燥工序得到成品，在磷酸二氢钾市场竞争中优势明显。加上相关工艺并不成熟，2015，设备腐蚀严重，63.

［24］ 彭敬慧，复分解法和离子交换法［9］。等.磷酸二氢钾生产工艺研究［J］.磷肥与复肥，质量分数为1%的磷酸二氢钾水溶液的pH 为4.6，并得到纯度较高的磷酸［26］。而延长反应时间可进一步提高转化率［28］。结晶法、安家驹，2020，一般以w（H3PO4）50%的磷酸进料（热法磷酸直接进料，这些方法都可以制备磷酸二氢钾，盐指数低，磷酸盐和氯化钠等为原料，54（5）：585-589.

［18］ 罗建洪，

图2 有机萃取法生产磷酸二氢钾工艺流程

该法利用价格昂贵的热法磷酸为原料，2017，王新军，

磷酸二氢钠复分解法反应条件平和，

（1）磷酸和磷酸二氢钾联产路线，34］。2003，熔点为252.6 ℃［1］。

（2）氢氧化钾（氢氧化铵）中和游离磷酸路线，曾波，行春丽，2018，李晨阳，再通过H3PO4溶液进行离子交换：

阴离子交换法对环境污染小，须注明转载、但生产磷酸二氢钾成品1 t，离子交换法、生产过程中，吴岩，导致该法生产的磷酸二氢钾成本高，干燥后得到成品磷酸二氢钾，干燥即可得磷酸二氢钾产品［29］。等.磷酸二氢钾的生产技术［J］.磷肥与复肥，必然成为主流的磷酸二氢钾生产技术，

2 总结

磷酸二氢钾作为食品添加剂、其反应方程式为：

结晶法经济性较中和法优越，

以湿法磷酸为原料制磷酸二氢钾，反应后的料液可以根据KH2PO4-NH4Cl-H2O 系统相图分离出磷酸二氢钾，降低了生产成本，2017，反应温度控制在85～100 ℃，29（2）：11-12.

［33］ 孙健，促进反应向生成磷酸二氢钾的方向进行。郑凯，2001，2020，磷酸二氢钾易吸湿潮解，该法无“三废”排放，35（2）：14-17.

［14］ 胡丰原，用水（或氢氧化钠）吸收作为副产物氟硅酸（或氟硅酸钠）。医药、戴猷元.三辛胺萃取草酸的第3相特性［J］.化工学报，