亚硫酸钾的制备

背景及概述^[1][2]

钾(K)是主要植物营养素。钾与水、营养素和碳水化合物在植物组织中的运动相关联。如果钾不足或没有足量供应，生长受阻并且产量降低。钾刺激早期生长，提高蛋白质生产，改进水利用效率，对在寒冷气候中的植株抗性(stand persistence)至关重要并改进抗 病性和抗虫性。

亚硫酸钾（化学式：K₂SO₃）是一个无机化合物。它在室温下为白色无味颗粒型粉末，可溶于水，其水溶液呈弱碱性。微溶于乙醇。除无水物外，亚硫酸钾还可以生成一水合物和二水合物。它主要用作食物防腐剂，E编码为E225。与其它碱金属亚硫酸盐类似，亚硫酸钾可以通过将二氧化硫通入氢氧化钾溶液中制得，若二氧化硫过量，则得到亚硫酸氢钾。锌粉或钠汞齐可以将亚硫酸钾还原为连二亚硫酸钾（K₂S₂O₄）。

应用^[2][3]

亚硫酸钾可做印染工业的还原剂，照相用显影液或定影液、净水剂等。其应用举例如下：

1. 用于制备一种无机盐净水剂，有氢氧化钠，亚硫酸钠和/或亚硫酸氢钠、亚硫酸钾和/或亚硫酸氢钾，其配比（重量比）如下：氢氧化钠：50～200；亚硫酸钠和/或亚硫酸氢钠：20～70；亚硫酸钠钾和/或亚硫酸氢钾：20～70。

将本发明无机盐净水剂放入待处理的浑水中进行充分的混合搅拌，对水中的金属离子进行氧化还原反应，同时氢氧化钠提高了水中的盐基度，使浑水中的各种离子经过复杂的化学反应，在1～2分钟内生成絮凝状的沉淀，将浑水中各种阴阳离子处理干净， 同时还将含有碳素的污水处理干净。

2. 制备一种用于印染行业的前期整理洁净纳米助剂，所述的纳米助剂 由季胺盐、纳米碳酸盐吸附剂、纳米碳酸钾、亚硫酸钾、甲基纤维素、磷 酸钠、偏硅酸组成，本发明是可以在低温下适用于纯棉、涤棉、棉麻等各种厚、薄织物的退浆、煮炼、漂白。

3. 用于制备保鲜剂。用亚硫酸盐与变色硅胶制作葡萄保鲜剂。亚硫酸盐可选用亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、焦亚硫酸钠或焦亚硫酸钾。先将亚硫酸盐、变色硅胶分别研成粉末状，以亚硫酸盐：变色硅胶= 1 ：2 的比例混合，包在纸包内 (或 带针孔的聚乙烯薄膜袋中)。亚硫 酸盐吸潮后能缓慢释放SO₂气体而达到防腐保鲜的目的，变色硅胶为吸湿剂，可防止因亚硫酸盐迅速吸水而集中释放的SO₂伤害葡萄。

制备 ^[5]

方法1. 于碳酸钾水溶液内通入二氧化硫，使其饱和后，加等量的碳酸钠，经蒸发、结晶而得。

方法2. 一种海水提取亚硫酸钾浓缩工艺，包括如下步骤：

S1、制备洗脱液：以天然斜发沸石为吸附剂，通入海水至吸钾饱和；

S2、制备富钾液：将已经吸钾饱和的天然斜发沸石置入亚硫酸铵溶液洗脱获得富钾液；

S3、准备百分含量为93.8％氢氧化钾试剂，加入与NH⁴⁺等摩尔的KOH后，混合液可近似视为一个K₂SO₃-Na₂SO₃-NH₃-H₂O的多元体系，对其具体的相平衡数据虽有欠缺，但根据各 物质溶解度变化情况可粗略判断，将该体系蒸发浓缩至K₂SO₃质量百分比为40％左右，是可以将NH₃基本赶尽，并控制杂质Na₂SO₃在浓缩液中比重显著低于K₂SO3的；

S4、制备抗氧化剂：取对苯二酚、连二硫酸钠、硫化钠三种物质，按一定比例混合，配制成抗氧化剂，由于亚硫酸根具有较强的还原性，使得洗脱液很不稳定，在较长时间放置过程中，亚硫酸根易与空气中氧气反应生成硫酸根，或分解放出二氧化硫，加入抗氧化剂后 显著提高了蒸发浓缩过程中亚硫酸根的稳定性；

S5、蒸发浓缩：将步骤2获得的富钾液蒸发浓缩得到亚硫酸钾浓缩液和蒸发析出物；

S6、产品成分分析；

向洗脱液中加入适量抗氧化剂保护亚硫酸根，有效提高了亚硫酸钾浓缩液的质量和延长保质时间，显著降低了蒸发浓缩过程中亚硫酸根的损失率，加碱蒸氨法和直接浓缩法均可有效提高亚硫酸钾在浓缩液中的含量，得到满足制浆要求的蒸煮剂，加碱蒸氨法所制备的亚硫酸钾蒸煮剂杂质含量较少，质量更加优良，直接浓缩法可制成含亚硫酸钾、亚硫酸铵及亚硫酸钠的混合液，可用于对漂白要 求较低的制浆工艺。

主要参考资料

[1] 中国中学教学百科全书·化学卷

[2] 李继权. 无机盐净水剂.  CN92114703.1 ，申请日19921229

[3] 王建钢. 一种用于印染行业的前期整理洁净纳米助剂 . CN03115542.1，申请日20030227

[4] 自制葡萄保鲜剂.山西果树，2011.

[5] 尤新谊.一种海水提取亚硫酸钾浓缩工艺 CN201611078787.9 ，申请日20161130