298-14-6 / 碳酸氫鉀的應用

背景及概述^[1][2]

碳酸氫鉀是一種重要的化工原料，主要用作生產碳酸鉀、醋酸鉀、亞砷酸鉀等，亦用于醫藥、食品、滅火劑等行業。包括碳酸氫鉀在內的鉀鹽(K2CO3、KCl、K2SO4等)是一種戰略物資，在國民經濟中的地位至關重要。然而我國可開發水溶性鉀鹽資源礦床甚少，探明儲量僅占世界的1.06％。目前，我國食品級碳酸氫鉀的對外依存度高達70％。因此，從堿性工業廢水中提取食品級碳酸氫鉀，在一定程度上可以緩解我國鉀鹽短缺的現狀。

理化性質^[1]

食品級碳酸氫鉀是一種眾所周知的商品，有許多用途，如用于發酵粉、在不含酒精飲料中作泡騰鹽、滅火劑以及各種各樣的藥物用途，如處理過量酸度。目前，大批量得到的碳酸氫鉀是很細的晶體或附聚物，它呈不規則形狀，表面粗糙，填充和流動性差，容易造成粉塵和結塊問題。近來提出用食品級碳酸氫鉀作為治療骨質疏松癥或高血壓的活性成分。

應用^[3]

近年來食品級碳酸氫鉀被廣泛用作食品疏松劑和品質改良劑，而且其發展越來越受重視。食品級碳酸氫鉀為生產食品級碳酸鉀的原料，食品級碳酸氫鉀被廣泛用于化工、輕工、顯像管玻殼、制藥、食品、電焊條及有色金屬冶金等行業。

制備^[2]

方法一：

第1步，取堿液廢水5.0kg，其K+濃度為251.6mg/L(以K2O計)，Na+濃度180.0mg/L(以Na2O計)，SiO32-濃度30.5mg/L(以SiO2計)，AlO2-濃度在18.2mg/L(以Al2O3計)。在一個大氣壓(1.0atm，101.3kPa)下，經磁力攪拌，通入CO2氣體酸化堿液廢水，待堿液廢水pH值達7.8-8.2，出現由Si雜質沉淀和Al雜質沉淀構成的白色沉淀，抽濾、洗滌，棄去白色沉淀，獲得濾液A；

第2步，濾液A采用常壓蒸發濃縮工藝，蒸發溫度約100℃，濾液A密度從1.05g/cm3變至1.28g/cm3，待溫度將至室溫，體系在室溫下結晶2.0h，出現大量白色晶體，即為含有結晶水的Na2CO3晶體；分離得到含有結晶水的Na2CO3晶體和濾液B，對含有結晶水的Na2CO3晶體煅燒，煅燒溫度300℃，時間2.0h，獲得Na2CO3產品(純度>99.9％，達到分析純要求)；

第3步，將濾液B置于高壓釜中，加入高壓CO2，控制濾液B的pH值在7.0，平衡壓力P＝0.3MPa，結晶時間為2.0h，此時，在K-Na-HCO3-溶液體系中亦出現晶體沉淀，分析結果，該晶體是KHCO3·xH2O(x＝0.5-1.0)，分離、冷水洗滌，即獲得精制KHCO3。

第4步，將上步驟得到的K-Na-HCO3-溶液進一步在常壓下90℃蒸發，獲得結晶物亦為KHCO3結晶水合物；過濾分離、冷水洗滌，亦可獲得KHCO3晶體和濾液C。

第5步，將第3步和第4步得到的精制KHCO3合并，80℃下真空干燥6h，獲得食品級KHCO3。

第6步，將濾液C與第3步、第4步的洗滌液混合加入下一輪的5.0kg堿液廢水，進行重復上述操作工藝，循環五次，計算產物KHCO3與25.0kg原廢水堿液中的鉀總量比照，收率為90.5％。

主要參考資料

[1]苗世頂, 何帥, 何淑蓮, 黃梅, 陳德超, & 丁麗平. . 一種從低濃度K+堿液廢水體系提取食品級碳酸氫鉀的方法.

[2]郝建軍, 于長海, 王晗, 于洋, 高興, & HAOJian-Jun等. (2008). 碳酸氫鉀對大豆幼苗光合作用的影響. 植物生理學報, 44(4), 723-725.

[3] 劉鳳勛. (2013). 碳酸氫鉀對肉雞猝死癥的影響. 現代畜牧科技(8), 98-98.