氢氧化钾的应用及制备方法

【背景及概述】^[1][2]

氢氧化钾俗称苛性钾，化学式KOH。白色半透明晶体或非晶态粉状物，晶体常具有纤维构造，熔点为360.4℃，沸点为1 320～1 324℃，相对密度为2.044。很易潮解，从空气中吸收二氧化碳； 微有引起呕吐的气味、强辣味，腐蚀性很强，易溶于水放出大量的热。0℃时100g水能溶97g，20℃时溶112g，100℃时溶178g。易溶于乙醇、甲醇或甘油，微溶于醚。不待红热就熔化，在光亮红热中则挥发成白色而具有刺激性的蒸气，白热时分解。具有强碱性，有一系列的碱性反应，与氢氧化钠相似。常用做干燥剂，还可制作钾肥皂等。

氢氧化钾可从电解高纯度的氯化钾水溶液制得。所用的电解槽形式以及生产过程类似氢氧化钠。使用隔膜电解槽时，所得的电解液含有10％～15％(质量)的氢氧化钾和约10％（质量）的氯化钾。经蒸发、浓缩、冷却，大部分的氯化钾结晶析出，分离后得到含氢氧化钾45％～50％的产品(含氯化钾0.6％)。采用水银电解法可以制得高纯度的氢氧化钾，但应控制氯化钾水溶液中重金属杂质的含量在0.1ppm以下，以免氯气中含氢过高。采用离子膜电解法须使用专用的离子交换膜。氢氧化钾比氢氧化钠难于脱水。工业固体氢氧化钾的纯度为88％～92％，固体有块状和片状两种。液体氢氧化钾有45％和50％两种浓度规格。

【应用】^[3]　

氢氧化钾是基础化学工业中的重要产品，主要用作钾盐和钾碱的生产原料，在医 药、轻工业、电化工、纺织等领域也有广泛应用。应用举例如下：一种以甲苯作为反应的缓冲剂，用氢氧化钾作催化剂将甲基环硅氧烷在一定温度和压力 的条件下进行开环聚合，再用硫酸进行水解中和，最后减压脱去甲苯制 得粘度为20～40CS，羟基含量在2～12％以上的小分子羟基硅油。本发 明的用氢氧化钾催化合成小分子羟基硅油的方法采用甲基环硅氧烷为 原料，以甲苯作为反应缓冲剂，用氢氧化钾作催化剂，硫酸作中和剂在 水中进行开环聚合，(1)原材料的组分质量份配比为：甲基环硅氧烷为100 质量份、氢氧化钾10～70质量份、甲苯70～120质量份、硫酸8.5～60 质量份；(2)工艺控制条件：反应温度100～150℃、反应时间2～7小时、 水解温度30～70℃、水解时间1～3小时、搅拌转速大于70转/分钟。

【制备】^[4][5][6]

 方法1：离子膜发生产氢氧化钾。离子膜氢氧化钾生产系统由一次盐水精制、二次盐水精制、淡盐水脱氯、氯氢处理系统、蒸发浓缩系统组成。离子膜液碱生产所需原料主要有饱和精盐水、盐酸、KOH、螯合树脂、纯水、亚硫酸钾及用于胶垫固定的粘合剂、抗粘合剂。

方法2：一种高纯氢氧化钾产品的制备方法，包括以下步骤：

(1) 取工业氢氧化钾溶于超纯水中，搅拌过滤除杂；

(2) 往滤液中继续加入络合剂，冷冻并保持液体状态，产生水和氢氧化钾结晶；

(3) 收集水合氢氧化钾结晶，取其加热溶化即得到高纯度的氢氧化钾溶液产品，而在惰性气体保护下加热烘干则得到高纯度固体氢氧化钾产品。

方法3：一种能耗低、投资少，采用非电解方法的氢氧化钾的制备方法。本发明的基本反应原理为：

本发明包括以下步骤：

1) 将KCl溶于水中形成饱和溶液，加入Ni(OH)₂，然后通入氨气或加入液氨进行反应，使溶液中的游离氨浓度达20％～50％，得晶浆；

2) 将步骤1)反应形成的晶浆离心过滤或压滤，得滤液，滤液为氢氧化钾氨水溶液；

3) 将滤液加热蒸发，使滤液中的氨完全蒸发，得蒸氨后的滤液；

4) 将蒸氨后的滤液过滤，得到液体氢氧化钾产品，进一步加热脱水可得到固体氢氧化钾 产品。

【主要参考资料】

[1] 中国大百科全书（化工 卷）

[2] 中国成人教育百科全书·化学·化工

[3] 祝纪才；朱德洪；朱恩俊.用氢氧化钾催化合成小分子羟基硅油的方法.  CN200610038165.3 ，申请日2006-01-27

[4] 刘海峰；孙宏华；王慰连；陈小功；田隆丰；陆佳；李佳；杨振华；胡妙法.一种高纯氢氧化钾产品的制备方法. CN201710525047.3，申请日 2017-06-30

[5] 孙奇峰. 氢氧化钾生产运行小结[D]. , 2015.

[6] 钟劲光. 一种氢氧化钾的制备方法. CN200910111026.2 ，申请日2009-02-11