Es gibt viele Produktionsmethoden für Kaliumdihydrogenphosphat, die grob als Neutralisationsverfahren, Extraktionsverfahren, Ionenaustauschverfahren, Doppelzersetzungsverfahren, Direktverfahren, Kristallisationsverfahren und Elektrolyseverfahren zusammengefasst werden können. In China wird in Produktionsprozessen üblicherweise die Neutralisationsmethode verwendet, gefolgt von der organischen Extraktionsmethode, der Doppelzersetzungsmethode und der Ionenaustauschmethode.
Neutralitätsmethode:
Bei der Neutralisationsmethode wird eine 30-prozentige Lösung von Kaliumlauge oder Kaliumcarbonat hergestellt und einem Neutralisator zugeführt. Unter Rühren wird mit einer 50 %igen Phosphorsäurelösung neutralisiert. Die Temperatur wird auf 80-100 Grad geregelt und der pH-Wert beträgt 4-5. Das neutralisierte Produkt wird filtriert, konzentriert, gekühlt, kristallisiert, zentrifugiert und getrocknet, um das Endprodukt zu erhalten. Die Mutterlauge der Kristallisation wird zur Wiederverwendung in den Konzentrationsbereich zurückgeführt. Der Prozessablauf zur Herstellung von Kaliumdihydrogenphosphat durch die Neutralisationsmethode ist in Abbildung 1 (weggelassen) dargestellt und die chemische Reaktionsgleichung lautet:
H3PO4 +KOH=KH2PO4 + H2O
2H3PO4 +K2CO3=2KH2PO4 + H2O + CO2 ↑
Die Merkmale der Neutralisationsmethode sind kurze Prozessabläufe, ausgereifte Technologie, wenige Geräte, hohe Produktqualität, geringer Energieverbrauch und geringe Investitionen. Bei dieser Methode werden thermische Phosphorsäure und Kaliumhydroxid als Rohstoffe verwendet, die Produktionskosten sind hoch und die Anwendung in der Landwirtschaft schwierig. Es wird hauptsächlich zur Herstellung von Kaliumdihydrogenphosphat in Lebensmittel-, Pharma- und Industriequalität verwendet. In Zukunft wird die Ausbeute dieser Methode deutlich zurückgehen, es gibt jedoch derzeit keine anderen Methoden, die ihre dominierende Stellung in der Lebensmittelindustrie erschüttern könnten. Derzeit macht die Produktionskapazität von Kaliumdihydrogenphosphat durch Neutralisationsmethode in China über 90 % der gesamten Produktionskapazität aus.
Extraktionsmethode:
Extraktionsverfahren werden in organische Extraktion und anorganische Extraktion unterteilt. Die derzeit industrialisierte Methode ist die organische Extraktion.
Bei der organischen Extraktion handelt es sich um eine Methode zur selektiven Verwendung organischer Lösungsmittel zur Extraktion und Trennung von Kaliumdihydrogenphosphat, basierend auf den unterschiedlichen Löslichkeitseigenschaften organischer Lösungsmittel für verschiedene Verbindungen. Es wird durch Reaktion von Kaliumchlorid und Phosphorsäure in einem geeigneten organischen Lösungsmittel (S) hergestellt und die erzeugte Salzsäure wird nahezu in das organische Lösungsmittel extrahiert. Nach Phasentrennung und Trennung kristallisiert Kaliumdihydrogenphosphat aus der wässrigen Phase und das Produkt Kaliumdihydrogenphosphat wird durch Waschen und Trocknen erhalten. Nach der Trennung wird die Mutterflüssigkeit zur Verwendung recycelt; Salzsäure wird aus der organischen Phase durch ein Strippmittel extrahiert, das während des Prozesses recycelt wird.
Ionenaustauschmethode:
Kaliumchloridlösung wird verwendet, um K+ aus der Lösung durch ein Kationenaustauscherharz auf Styrolbasis zu adsorbieren. Anschließend wird die Ammoniumdihydrogenphosphatlösung durch Harz ersetzt, um eine Kaliumdihydrogenphosphatlösung zu erhalten. Die Zufuhrlösung wird konzentriert, gekühlt, kristallisiert, zentrifugiert und getrocknet, um das Endprodukt Kaliumdihydrogenphosphat zu erhalten. Die Mutterlauge der Kristallisation wird zur Wiederverwendung in den Konzentrationsbereich zurückgeführt.