[0001] 本发明涉及磷酸二氢钾制备技术领域，尤其涉及一种利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法及磷酸二氢钾。

[0002] 磷酸二氢钾是磷酸盐工业里的重要产品，在农业、化工、食品和医药等行业有着广泛的应用，其中在农业方面的应用显得尤其突出。磷酸二氢钾是高效高浓度磷钾复合肥，也是无害、无毒和无残留的绿色肥料。

[0003] 在现有使用植酸钾制备磷酸二氢钾的工艺中，原料植酸钾会从玉米浸泡水中附带镁离子和钙离子，这些镁离子和钙离子的存在会使制得的磷酸二氢钾的品质降低，无法满足实际需要，具体表现为磷酸二氢钾溶于水后呈现浑浊状态，并有絮状物产生。现有技术中采用直接过滤或沉降的方式来去除磷酸二氢钾中的钙离子和镁离子，但由于镁离子和钙离子在水中沉降不完全，去除效果并不理想，而且在此过程中还要将磷酸二氢钾再次溶解、结晶和干燥，不仅使磷酸二氢钾的收率降低，而且分离镁离子和钙离子的工艺流程繁琐。因此，急需一种新的磷酸二氢钾的制备方法来解决上述问题。

[0033] 为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

[0034] 在现有使用植酸钾制备磷酸二氢钾的工艺中，原料植酸钾会从玉米浸泡水中附带镁离子和钙离子，这些镁离子和钙离子的存在会使制得的磷酸二氢钾的品质降低，无法满足实际需要，具体表现为磷酸二氢钾溶于水后呈现浑浊状态，并有絮状物产生。现有技术中采用直接过滤或沉降的方式来去除磷酸二氢钾中的钙离子和镁离子，但由于镁离子和钙离子在水中沉降不完全，去除效果并不理想，而且在此过程中还要将磷酸二氢钾再次溶解、结晶和干燥，不仅使磷酸二氢钾的收率降低，而且分离镁离子和钙离子的工艺流程繁琐。

[0035] 为了解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法，包括：

[0036] 获取含有钙镁离子杂质的植酸钾溶液；

[0037] 将所述植酸钾溶液在pH值为5～7条件下水解得到水解液，将所述水解液在50～65℃下过滤得到滤液和滤饼；其中，所述滤液为磷酸二氢钾和肌醇的混合溶液，所述滤饼为磷酸氢镁和磷酸氢钙的混合物；

[0038] 在所述滤液中加入植酸水解液调节pH值为3.0～3.8，并将所述滤液经色谱分离后得到磷酸二氢钾相和肌醇相；

[0039] 将所述磷酸二氢钾相浓缩至固含量为55～65wt％，经过滤后将滤饼干燥，得到不含钙镁离子的磷酸二氢钾产品。

[0040] 采用上述技术方案，本发明的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法中，植酸钾水解得到磷酸二氢钾和肌醇。控制所述植酸钾溶液的pH值为5～7，所述植酸钾溶液中的一部分植酸钙在水解过程中形成磷酸氢钙、一部分植酸镁在水解过程中形成磷酸氢镁，并通过控制所述水解液的温度为55～65℃，可使所述水解液中的磷酸氢钙和磷酸氢镁沉淀析出，经过滤即可将所述水解液中的磷酸氢钙和磷酸氢镁去除，并得到滤液。进一步地，在所述滤液中加入植酸水解液调节pH值为3.0～3.8，可提高所述滤液中残留钙镁离子的溶解度，所述植酸水解液为磷酸和肌醇的混合溶液，将所述滤液经色谱分离后得到含有残留钙镁离子的磷酸二氢钾相和肌醇相，将所述磷酸二氢钾相浓缩至固含量为55～65wt％，使所述磷酸二氢钾相中的大量磷酸二氢钾结晶析出，经过滤后得到磷酸二氢钾滤饼和含有钙镁离子的滤液，将所述磷酸二氢钾滤饼干燥后即可得到不含钙镁离子的磷酸二氢钾产品。

[0041] 应理解，为了提高所述植酸钾溶液的水解速率，本发明还需控制所述植酸钾溶液的水解方式，示例地，所述水解方式包括高温高压水解、植酸酶水解或微波水解。

[0042] 还应理解，采用高温高压水解方式对所述植酸钾溶液进行水解时，本发明还需控制所述植酸钾溶液的水解条件，所述高温高压水解过程为：将所述植酸钾溶液加入到水解釜中，并在温度为160～200℃、压力为0.6～1MPa条件下水解6～10h，得到所述植酸钾溶液的水解液。示例地，所述高温高压水解时的温度可以为160℃、180℃或200℃，压力可以为0.6MPa、0.8MPa或1MPa，水解时间可以为6h、8h或10h。

[0043] 作为一种可能的实施方式，本发明的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法中，所述将所述磷酸二氢钾相浓缩至固含量为55～65wt％，包括：

[0044] 将所述磷酸二氢钾相浓缩至固含量为55～65wt％，并降温至30～40℃使磷酸二氢钾析出，过滤得到第一磷酸二氢钾滤液和第一磷酸二氢钾滤饼；

[0045] 再将所述第一磷酸二氢钾滤液浓缩至固含量为55～65wt％，并降温至30～40℃使磷酸二氢钾析出，过滤后得到第二磷酸二氢钾滤液和第二磷酸二氢钾滤饼；

[0046] 将所述第一磷酸二氢钾滤饼和所述第二磷酸二氢钾滤饼混合后干燥，得到所述磷酸二氢钾产品。

[0047] 采用上述技术方案，所述磷酸二氢钾相中含有钙镁离子，将所述磷酸二氢钾相浓缩至固含量为55～65wt％，经过滤可得到磷酸二氢钾产品和含有钙镁离子的滤液，实现对磷酸二氢钾和钙镁离子的分离。而采用上述分步浓缩的技术方案，可使钙镁离子和磷酸二氢钾的分离效果更好，得到不含钙镁离子的磷酸二氢钾产品。具体地，先将所述磷酸二氢钾相浓缩至55～65wt％的磷酸二氢钾析出，经过滤后可使所述磷酸二氢钾相中的钙镁离子存在于所述第一磷酸二氢钾滤液，同时所述第一磷酸二氢钾滤液中还有35～45wt％的磷酸二氢钾；再将所述第一磷酸二氢钾滤液浓缩55～65wt％的磷酸二氢钾析出，经过滤后可使所述第一磷酸二氢钾滤液中的钙镁离子存在于第二磷酸二氢钾滤液中，将上述分步浓缩得到的所述第一磷酸二氢钾滤饼和所述第二磷酸二氢钾滤饼混合后干燥，可得到含磷酸二氢钾为99.0～99.9wt％的所述磷酸二氢钾产品。

[0048] 作为一种可能的实施方式，本发明的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法中，将所述植酸钾溶液在pH值为5～7条件下水解得到水解液，将所述水解液在55～65℃下过滤得到滤液和滤饼之后，所述在所述滤液中加入植酸水解液之前，还包括：

[0049] 获取质量浓度为15～25wt％的植酸溶液；

[0050] 将所述植酸溶液加入到水解釜中，并在温度为160～200℃、压力为0.6～1.0MPa条件下水解6～10h，得到所述植酸水解液。

[0051] 采用上述技术方案，所述植酸溶液经水解后得到植酸水解液，所述植酸水解液为含有磷酸和肌醇的强酸性溶液，所述植酸水解液中磷酸含量为13.36～22.27wt％、肌醇含量为4.09～6.18wt％。获取所述植酸溶液后，将所述植酸溶液经高温高压水解可得到所述植酸水解液。本发明通过控制植酸溶液的浓度，以及植酸溶液水解时的温度、压力和水解时间，可提升对所述植酸溶液的水解效率，得到水解完全的所述植酸水解液。示例地，所述植酸溶液的浓度可以为15wt％、20wt％或25wt％，所述水解时的温度可以为160℃、180℃或200℃，所述水解时的压力可以为0.6MPa、0.8MPa或1MPa，所述水解时间可以为6h、8h或10h。

[0052] 作为一种可能的实施方式，本发明的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法中，所述获取含有钙镁离子杂质的植酸钾溶液后，将所述植酸钾溶液在pH值为5～7条件下水解得到水解液前，还包括：

[0053] 在所述植酸钾溶液中加入碱性物质调节所述植酸钾溶液的pH值为5～7。

[0054] 采用上述技术方案，所述植酸钾溶液为强酸性溶液，可通过在所述植酸钾溶液中加入碱性物质的方式调节所述植酸钾溶液的pH值为5～7。

[0055] 应理解，在所述植酸钾溶液中加入碱性物质调节所述植酸钾溶液的pH值为5～7的过程中，为了提高对所述植酸钾溶液pH值的调节效率，还需控制所述碱性物质的种类，示例地，所述碱性物质包括KOH、K2CO3或KHCO3。

[0056] 作为一种可能的实施方式，本发明的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法中，在所述滤液中加入植酸水解液调节pH值为3.0～3.8后，且将所述滤液经色谱分离前，还包括：

[0057] 在所述滤液中加入1～5wt％的活性炭，并在温度为45～65℃、搅拌速率为20～100rpm条件下搅拌0.5～1h，过滤掉所述活性炭后得到经脱色后的滤液。

[0058] 采用上述技术方案，所述滤液中含有色素等杂质，在所述滤液中加入所述活性炭，并控制所述活性炭的加入量、滤液的温度和搅拌速率，可提升对所述滤液的脱色效率，得到不含色素的滤液，示例地，所述活性炭的加入量可以为1wt％、3wt％或5wt％，所述滤液的温度可以为45℃、55℃或65℃，所述搅拌速率可以为20rpm、60rpm或100rpm。

[0059] 第二方面，本发明提供了一种磷酸二氢钾产品，根据上述利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法制备得到，所述磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量为99.0～99.5wt％，其余为杂质。

[0060] 现有技术相比，本发明提供的磷酸二氢钾产品的有益效果与上述技术方案所述的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法的有益效果相同，此处不做赘述。

[0061] 第三方面，本发明提供了一种肌醇的制备方法，根据上述利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法，得到所述肌醇相后，还包括：

[0062] 将所述肌醇相在温度为70～100℃、搅拌速率为20～100rpm条件下浓缩至干燥，得到肌醇产品；其中，所述肌醇产品中肌醇含量为99～99.8wt％，其余为杂质。

[0063] 现有技术相比，本发明提供的肌醇的制备方法的有益效果与上述技术方案所述的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法的有益效果相同，同时控制浓缩时的温度和搅拌速率，可提高对所述肌醇相的浓缩效率，并得到高品质的肌醇产品。

[0064] 为了更好地理解本发明，下面结合具体实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

[0065] 下述实施例中所采用的原料如非特殊说明，均为市售原料。

[0066] 实施例1

[0067] 本实施例提供了一种利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法，包括以下步骤：

[0068] S100，获取2000g的植酸钾溶液；其中，所述植酸钾溶液中钙离子含量为200ppm、镁离子含量为2000ppm；

[0069] S200，在所述植酸钾溶液中边搅拌边加入KOH调节所述植酸钾溶液的pH值为5；再将所述植酸钾溶液加入到水解釜中，并在温度为160℃、压力为0.6Mpa条件下水解10h，得到所述植酸钾溶液的水解液；将所述水解液降温至50℃后过滤得到滤液和滤饼；其中，所述滤液为磷酸二氢钾和肌醇的混合溶液，所述滤饼为磷酸氢镁和磷酸氢钙的混合物；

[0070] S300，在所述滤液中边搅拌边加入植酸水解液调节所述滤液的pH值为3.0，并将所述滤液经模拟移动床色谱分离后得到磷酸二氢钾相和肌醇相；其中，所述植酸水解液中磷酸含量为13.36wt％、肌醇含量为4.09wt％，其余为杂质；

[0071] S400，将所述磷酸二氢钾相在温度为80℃、搅拌速率为55rpm条件下浓缩至固含量为55wt％，并降温至30℃析出磷酸二氢钾，经过滤后将滤饼干燥，得到不含钙镁离子的磷酸二氢钾产品。

[0072] 本实施例制备得到的所述磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量为99wt％，钙离子和镁离子均为未检出。

[0073] 实施例2

[0074] 本实施例提供了一种利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法，同时联产肌醇，所述方法包括以下步骤：

[0075] S100，获取2000g的植酸钾溶液；其中，所述植酸钾溶液中钙离子含量为240ppm、镁离子含量为2500ppm；

[0076] S200，在所述植酸钾溶液中边搅拌边加入KHCO3调节所述植酸钾溶液的pH值为7；再将所述植酸钾溶液加入到水解釜中，并在温度为180℃、压力为0.8Mpa条件下水解8h，得到所述植酸钾溶液的水解液；将所述水解液降温至65℃后过滤得到滤液和滤饼；其中，所述滤液为磷酸二氢钾和肌醇的混合溶液，所述滤饼为磷酸氢镁和磷酸氢钙的混合物；

[0077] S300，在步骤S200的所述滤液中加入1wt％的活性炭，并将所述滤液在温度为65℃、搅拌速率为20rpm条件下搅拌1h，过滤掉所述活性炭后得到经脱色后的滤液；

[0078] S400，获取质量浓度为20wt％的植酸溶液，将所述植酸溶液加入到水解釜中，并在温度为160℃、压力为0.6Mpa条件下水解8h，得到植酸水解液；其中，所述植酸水解液中磷酸含量为17.82wt％、肌醇含量为5.45wt％，其余为杂质；

[0079] S500，将步骤S400中的所述植酸水解液边搅拌边加入到步骤S300的经脱色后的滤液中，调节所述滤液的pH值为3.8，并将所述滤液经模拟移动床色谱分离后得到磷酸二氢钾相和肌醇相；

[0080] S600，将步骤S500中的所述磷酸二氢钾相在温度为80℃、搅拌速率为50rpm条件下浓缩至固含量为60wt％，并降温至40℃析出磷酸二氢钾，过滤得到第一磷酸二氢钾滤液和第一磷酸二氢钾滤饼；再将所述第一磷酸二氢钾滤液在温度为80℃、搅拌速率为45rpm条件下浓缩至固含量为60wt％，并降温至30℃析出磷酸二氢钾，过滤后得到第二磷酸二氢钾滤液和第二磷酸二氢钾滤饼；将所述第一磷酸二氢钾滤饼和所述第二磷酸二氢钾滤饼混合后在105℃下干燥，得到磷酸二氢钾产品；

[0081] S700，将步骤S500中的所述肌醇相在温度为80℃、搅拌速率为100rpm条件下浓缩至干燥，得到肌醇产品。

[0082] 本实施例制备得到的所述磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量为99.1wt％、钙离子和镁离子均为未检出，所述肌醇产品中肌醇含量为99.2wt％。

[0083] 实施例3

[0084] 本实施例提供了一种利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法，同时联产肌醇，所述方法包括以下步骤：

[0085] S100，获取2000g的植酸钾溶液；其中，所述植酸钾溶液中钙离子含量为240ppm、镁离子含量为2400ppm；

[0086] S200，在所述植酸钾溶液中边搅拌边加入K2CO3调节所述植酸钾溶液的pH值为5.5；再将所述植酸钾溶液加入到水解釜中，并在温度为160℃、压力为0.6Mpa条件下水解8h，得到所述植酸钾溶液的水解液；将所述水解液降温至50℃后过滤得到滤液和滤饼；其中，所述滤液为磷酸二氢钾和肌醇的混合溶液，所述滤饼为磷酸氢镁和磷酸氢钙的混合物；

[0087] S300，在步骤S200的所述滤液中加入5wt％的活性炭，并将所述滤液在温度为45℃、搅拌速率为100rpm条件下搅拌0.5h，过滤掉所述活性炭后得到经脱色后的滤液；

[0088] S400，获取质量浓度为25wt％的植酸溶液，将所述植酸溶液加入到水解釜中，并在温度为180℃、压力为0.8Mpa条件下水解6h，得到植酸水解液；其中，所述植酸水解液中磷酸含量为22.27wt％、肌醇含量为6.18wt％，其余为杂质；

[0089] S500，将步骤S400中的所述植酸水解液边搅拌边加入到步骤S300的经脱色后的滤液中，调节所述滤液的pH值为3.5，并将所述滤液经模拟移动床色谱分离后得到磷酸二氢钾相和肌醇相；

[0090] S600，将步骤S500中的所述磷酸二氢钾相在温度为70℃、搅拌速率为50rpm条件下浓缩至固含量为65wt％，并降温至30℃析出磷酸二氢钾，过滤得到第一磷酸二氢钾滤液和第一磷酸二氢钾滤饼；再将所述第一磷酸二氢钾滤液在温度为80℃、搅拌速率为45rpm条件下浓缩至固含量为60wt％，并降温至30℃析出磷酸二氢钾，过滤后得到第二磷酸二氢钾滤液和第二磷酸二氢钾滤饼；将所述第一磷酸二氢钾滤饼和所述第二磷酸二氢钾滤饼混合后在105℃下干燥，得到磷酸二氢钾产品；

[0091] S700，将步骤S500中的所述肌醇相在温度为70℃、搅拌速率为20rpm条件下浓缩至干燥，得到肌醇产品。

[0092] 本实施例制备得到的所述磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量为99.2wt％、钙离子和镁离子均为未检出，所述肌醇产品中肌醇含量为99.3wt％。

[0093] 实施例4

[0094] 本实施例提供了一种利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法，同时联产肌醇，所述方法包括以下步骤：

[0095] S100，获取2000g的植酸钾溶液；其中，所述植酸钾溶液中钙离子含量为280ppm、镁离子含量为3000ppm；

[0096] S200，在所述植酸钾溶液中边搅拌边加入KOH调节所述植酸钾溶液的pH值为6；再将所述植酸钾溶液加入到水解釜中，并在温度为170℃、压力为0.7Mpa条件下水解7h，得到所述植酸钾溶液的水解液；将所述水解液降温至55℃后过滤得到滤液和滤饼；其中，所述滤液为磷酸二氢钾和肌醇的混合溶液，所述滤饼为磷酸氢镁和磷酸氢钙的混合物；

[0097] S300，在步骤S200的所述滤液中加入3wt％的活性炭，并将所述滤液在温度为50℃、搅拌速率为60rpm条件下搅拌0.8h，过滤掉所述活性炭后得到经脱色后的所述滤液；

[0098] S400，获取质量浓度为20wt％的植酸溶液，将所述植酸溶液加入到水解釜中，并在温度为160℃、压力为0.6Mpa条件下水解8h，得到植酸水解液；其中，所述植酸水解液中磷酸含量为17.82wt％、肌醇含量为5.45wt％，其余为杂质；

[0099] S500，将步骤S400中的所述植酸水解液边搅拌边加入到步骤S300的经脱色后的滤液中，调节所述滤液的pH值为3.5，并将所述滤液经模拟移动床色谱分离后得到磷酸二氢钾相和肌醇相；

[0100] S600，将步骤S500中的所述磷酸二氢钾相在温度为90℃、搅拌速率为50rpm条件下浓缩至固含量为65wt％，并降温至30℃析出磷酸二氢钾，过滤得到第一磷酸二氢钾滤液和第一磷酸二氢钾滤饼；再将所述第一磷酸二氢钾滤液在温度为90℃、搅拌速率为45rpm条件下浓缩至固含量为65wt％，并降温至30℃析出磷酸二氢钾，过滤后得到第二磷酸二氢钾滤液和第二磷酸二氢钾滤饼；将所述第一磷酸二氢钾滤饼和所述第二磷酸二氢钾滤饼混合后在105℃下干燥，得到磷酸二氢钾产品；

[0101] S700，将步骤S500中的所述肌醇相在温度为70℃、搅拌速率为20rpm条件下浓缩至干燥，得到肌醇产品。

[0102] 本实施例制备得到的所述磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量为99wt％、钙离子和镁离子均为未检出，所述肌醇产品中肌醇含量为99.2wt％。

[0103] 对比例1

[0104] 本对比例提供的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法与实施例1基本相同，不同之处在于，步骤S200中，将所述植酸钾溶液加入到水解釜中，并在温度为160℃、压力为0.6MPa条件下水解10h，得到所述植酸钾溶液的水解液后，将所述水解液不经降温过程直接过滤得到滤液和滤饼。

[0105] 本对比例制备得到的磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量为92wt％，钙离子含量为122ppm，镁离子含量为624ppm。

[0106] 可以看出，在本对比例的条件下制备得到的磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量要低于实施例1的99wt％，且相对于实施例1，本对比例的磷酸二氢钾产品中含有钙镁离子，钙镁离子的存在使本对比例的磷酸二氢钾产品的品质降低。这是由于所述植酸钾溶液的水解液在高温条件下，磷酸氢钙和磷酸氢镁的溶解度高，在过滤过程中只有少量的磷酸氢钙和磷酸氢镁被过滤去除，步骤S400的浓缩过程中也无法将残留钙镁离子全部分离去除，从而使本对比例的磷酸二氢钾产品的品质降低。

[0107] 对比例2

[0108] 本对比例提供的利用植酸钾制备磷酸二氢钾的方法与实施例1基本相同，不同之处在于，步骤S200中，本对比例通过控制所述KOH的加入量调节所述植酸钾溶液的pH为4.0。

[0109] 本对比例制备得到的磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量为90wt％，钙离子含量为62ppm，镁离子含量为795ppm；

[0110] 可以看出，在本对比例的条件下制备得到的磷酸二氢钾产品中磷酸二氢钾含量要低于实施例1的99wt％，且相对于实施例1，本对比例的磷酸二氢钾产品中含有钙镁离子，钙镁离子的存在使本对比例的磷酸二氢钾产品的品质降低。这是由于在植酸钾溶液的pH值低于5.0条件下，植酸钾溶液水解过程中只有少量的磷酸氢钙和磷酸氢镁生成，导致所述滤液中残留钙镁离子含量过高，在步骤S400的浓缩过程中也无法全部分离去除，从而使本对比例的磷酸二氢钾产品的品质降低。

[0111] 通过上述实施例、对比例，以及检测数据可知，在本发明的实施例条件下，通过控制所述植酸钾溶液的pH值为5～7，并通过在所述滤液中加入所述植酸水解液调节所述滤液的pH值为3.0～3.8，可使所述滤液中残留的钙镁离子溶解于磷酸二氢钾相中，将所述磷酸二氢钾相浓缩至固含量为55～65wt％，经过滤后可将残留的钙镁离子分离到磷酸二氢钾浓缩液中，并得到不含钙镁离子的磷酸二氢钾产品。通过本发明的技术方案，解决了现有技术利用植酸钾制备得到的磷酸二氢钾品质差和收率低，以及工艺复杂的技术问题。

[0112] 在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0113] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。