碳酸钾

碳酸钾(化学式:K2CO3,英文Potassium carbonate)又称钾碱,外观为无色结晶或白色颗粒，极易溶于水，其溶液呈强碱性。冷却其饱和的水溶液 ，有玻璃状单斜晶体水合物2K2CO3·3H2O结晶分出，密度2.043，在100℃时即失去结晶水。不溶于乙醇、丙酮和乙醚。吸湿性强，暴露在空气 中能吸收二氧化碳和水分，转变为碳酸氢钾。可由氢氧化钾与二氧化碳反应得到。也可以用氯化钾与碳酸镁，水、二氧化碳在压力下共热，或 桐籽灰和草木灰经浸渍而得。主要用于合成气脱碳、电子管、玻璃、搪瓷、印染、电焊条、胶片显影、无机盐和显象管玻壳的原料，不纯的碳 酸钾俗名草碱、桐碱或珠灰，早期的钾肥品种之一。

1.碳酸钾可用于生产光学玻璃，可提高玻璃透明度、强度和折光系数。
2.也用于生产电焊条，可防止焊接时的断弧现象。
3.用于生产还原染料及其印染及冰染的拔白。
4.用作清除硫化氢及二氧化碳的吸附剂。
5.碳酸钾与纯碱相混合可作干粉灭火剂。
6.也可用作丙酮、酒精生产的辅助原料和橡胶生产中的防老剂。
7.碳酸钾水溶液可用于棉布的煮炼、羊毛的脱脂。
8.还用于油墨、照像药品、聚酯、药、电镀、制革、陶瓷、建材、水晶、钾肥皂及医药的生产。
9.重质碳酸钾主要用作显像管玻壳原料，广泛用于玻璃和特殊玻璃原料，用于大化肥脱碳。
10.可用于食品中作膨松剂。
11.作碱性剂和面团改良剂，且可抑制面条发酸，可用于面制食品，按生产需要适量使用。
12.用于已曝光的感光材料的冲洗加工。
13.用于分析试剂、基准试剂及熔融硅酸盐和不溶性硫酸盐的助熔剂。

项 目 优等品 一等品 合格品 Ⅱ型
碳酸钾(K2CO3)含量≥ 99.0% 98.5% 96.0% 99.0%
氯化物(以KCl计)含量≤ 0.01% 0.10% 0.20% 0.03%
硫化合物(以K2SO4计)含量≤0.01% 0.10% 0.15% 0.04%
铁(Fe)含量≤ 0.001% 0.003% 0.010% 0.001%
水不溶物含量≤ 0.02% 0.05% 0.10% 0.04%
燃烧失量≤ 0.60% 1.00% 1.00% 0.80% 在一带塞的已称重称量瓶中，精确称取按“干燥失重”测定法获得的干燥试样1g，溶于50ml水中。加甲基红试液(TS-149)2滴后，在不断搅拌下用1mol/L盐酸缓慢滴定至溶液变为浅粉红色。加热此溶液至沸后冷却，继续滴定至沸腾后浅粉红色不再消失为止。每Ml 1mol/L盐酸相当于碳酸钾(K2CO3)69.10mg。 不同温度(℃)时每100克水中的最大溶解克数:
107g/0℃;109g/10℃;111g/20℃;114g/30℃;
117g/40℃;126g/60℃;139g/80℃;156g/100℃。 ADI不作特殊规定(FAO/WHO，2001)。
LD₅₀ 18.70mg/kg(大鼠，经口)。
GRAS(FDA，§184．1619，2000)。 GB 2760—2001：面食制品，饮料、加工助剂，以GMP为限。
FAO/WHO(1984)：低倍浓缩奶、甜炼乳、稀奶油(单用2g/kg，与其他稳定剂合用量3g/kg，以无水物计)；奶粉、稀奶油粉5g/kg(以无水物计)；果酱和果冻、橘皮果冻(使Ph值保持2.8～3.5)；婴儿配制食品(按GMP)；巧克力50g/kg(由可可豆、可可豆肉、可可液块、可可油饼等带入部分)；可可粉和含糖可可粉、可可豆肉、可可液块和可可油饼5g/kg(以无脂可可和K2CO3计，用于制造可可和巧克力制品)。 草木灰法是最古老的方法，即从各种植物壳（如棉籽壳、茶子壳、桐子壳、葵花子壳）烧成的草木灰中提取。草木灰中含有碳酸钾、硫酸钾、 氯化钾等可溶性盐，用浸取、蒸发、结晶的方法可加以分离。此法由于产品质量低、不经济，且受原料来源限制而很少采用。
吕布兰法是将硫酸钾与煤粉、石灰混合，还原焙烧，得黑灰（含碳酸钾、硫化钙等烧成物），经浸取、过滤、蒸发、碳化，得碳酸氢钾，再经 过滤、煅烧得产品。此法由于工艺流程长等原因已被其他方法所取代。
电解法是将氯化钾电解后得到的氢氧化钾溶液，在碳化塔中以二氧化碳碳化。经多效蒸发器蒸发、过滤得碳酸氢钾，再经煅烧制得产品。此法 因原料易得、钾利用率高、无三废产生而得到广泛应用，但耗电较多。
离子交换法是用阳离子交换树脂与氯化钾交换。再用碳酸氢铵洗脱成碳酸氢钾稀溶液，经多效蒸发、碳化、结晶、分离、煅烧得产品。此法产 品质量好，工艺流程短、适用于小规模生产。 单斜晶系，白色粉末状或细颗粒状结晶。 易溶于水，不溶于乙醇和醚。 重结晶法将工业级碳酸钾溶于蒸馏水中，进行溶液提纯，过滤除去杂质，把滤液经蒸发浓缩，冷却结晶，离心分离，干燥，制得无水碳酸钾成品。 1离子交换法
精制氯化钾溶液(250g/L)经阳离子树脂(732)柱吸附，并用蒸馏水洗涤至无氯离子流出为止。然后用200g/L的碳酸氢铵洗脱至流出液中钾离子低于2g/L为止。加热洗脱液至150℃，再将溶液浓缩至相对密度1.593左右，然后通入CO2气体进行碳化，析出碳酸氢钾结晶，离心分离后用400℃左右热风使碳酸氢钾分解为碳酸钾。
KCl+NH4HCO3→KHCO3+NH4Cl
2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O↑
2电解法
氯化钾溶于水(280g/L)，然后于精制槽中加入适量的碳酸钾和氢氧化钾，以除去Ca²⁺、Mg²⁺，澄清后用盐酸调Ph值至8～10，送隔膜电解槽电解。槽电压2.8～3.5V，槽温60~70℃。电解液中KOH含量10%～15%，蒸发浓缩至50%，冷却至30~50℃析出KCL分离了氯化钾后的溶液，进行预碳化，当KOH浓度低于30g/L时，过滤除去Fe(OH)3沉淀。然后继续浓缩至50%，进行二次碳化，析出碳酸氢钾。分离后于300℃下热风干燥(分解)得碳酸钾。
食品级碳酸钾还需将上述工业品溶于水，加入还原剂除去重金属和砷。再经浓缩、结晶、离心、干燥、粉碎，得食品级碳酸钾。
2KCl+2H2O→2KOH+Cl2↑+H2↑
KOH+CO2→KHCO3
2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O↑
3草木灰法
利用各种植物果壳(如棉子壳、茶子壳、葵花子壳等)，煅烧制成草木灰，其主要成分有碳酸钾、硫酸钾和氯化钾。先用温水溶解浸提，浸提液中加入少量的石灰乳，经过滤、澄清后蒸发浓缩至相对密度1.318，冷却结晶、过滤以除去硫酸钾。母液浓缩至相对密度1.526，冷却结晶、过滤以除去氯化钾。母液浓缩至刚有晶体析出，冷却结晶、过滤得碳酸钾。也可再将其用水刚好全部溶解，通入CO2气体，使全部碳酸钾转变为碳酸氢钾晶体析出，碳酸氢钾经煅烧得碳酸钾。
2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O↑