背景及概述[1]
偏磷酸钾是一种较理想的无氯磷钾复合肥。现有技术中，偏磷酸钾有两种制造方法：
(1)以热法磷酸和氯化钾为原料制造偏磷酸钾，该方法是将氯化钾与热法磷酸混合，加热反应生成磷酸二氢钾，再经高温加热得到偏磷酸钾。
(2)以元素磷和氯化钾为原料制造偏磷酸钾元素磷燃烧产物与氯化钾进行反应，即可制得偏磷酸钾。
由于上述方法制造偏磷酸钾的工艺条件苟刻，其反应设备需内衬锆英石砖，加之尾气回收系统庞大，设备投资高，副产盐盐酸缺乏有效利用的途径，再加之热法磷酸及元素磷价格较高，从而制约了偏磷酸钾这一优良肥料在农业上的应用。目前国内偏磷酸钾的生产技术主要针对农用肥料产品和粘结剂，产品也只侧重于满足某些特定工业指标，纯度较低，还无法应用到食品添加剂领域，因而产品的价格也相对较低。此外，现行生产偏磷酸钾的原料磷酸二氢钾多为热法磷酸和氯化钾为原料制备，成本较高。相比之下，以湿法磷酸为原料制备工业级磷酸二氢钾，在此基础上进一步开发食用级偏磷酸钾产品则将具有更大的成本优势。国际上对于食用级偏磷酸钾产品的性质包括主要成分(KPO3)的含量，重金属杂质含量、产品的粘度以及偏磷酸钾聚合体的形式等的要求较为严格。
偏磷酸钾的制备通常是磷酸二氢钾加热到400℃时熔化成透明的液体，冷却后固化为不透明的玻璃状物质偏磷酸钾(KPO3)。在湿法路线生产磷酸二氢钾过程中，由于磷矿中含有砷元素，磷酸二氢钾中砷含量往往大于3ppm，达不到食品级磷酸二氢钾的要求。因此微量砷的去除是以湿法路线磷酸二氢钾为原料制备食品级偏磷酸钾工艺中非常重要的一个环节。通常，磷酸二氢钾化学沉淀法除砷是在磷酸二氢钾溶液中加入一定的化学试剂与溶液中杂质砷形成沉淀与溶液分离，经过滤操作使沉淀与溶液分离，达到溶液中杂质砷的去除效果。如磷酸二氢钾溶液除砷加入一定量的五硫化二磷试剂，与溶液中的杂质砷进行反应，生成硫化砷沉淀而去除磷酸二氢钾溶液中的砷离子。但化学沉淀法除砷砷含量难以达到ppm级，且磷酸二氢钾溶液需结晶、过滤、干燥后才能用于食品级偏磷酸钾的生产，不仅工艺过程繁重，而且结晶母液作为废水排放不利于环保。
理化性质
偏磷酸钾[KPO3、（KPO3）n)是一种高成份的磷钾复合肥料，理论含氧化钾39.87%，五氧化二磷60.13%。纯粹的偏磷酸钾呈白色纤维状结晶，熔点810℃，它的分子量和物理性质与制造方法有关。偏磷酸钾的固相结构是由无分支的P-O-P链组成，在等边四面体中一个磷原子的周围围着四个氧原子。在室温的情况下有两种形式的偏磷酸钾可以保持稳定，一种是纤维状的苛乐耳盐（Kurrol’ssalt）结晶，另一种则是玻璃体产品。
制备[1，3]
方法1：将NH4H2PO4和KCl按一定比例充分混合，加热到340℃以上，生成KPO3、NH4Cl和H2O。NH4Cl的升华温度是337℃，在反应过程中，NH4Cl升华与主产物KPO3分离，冷却收集得到纯度较高的NH4Cl。由于NH4H2PO4熔点为188℃，在反应过程中呈熔融态，能与固态KCl均匀混合，与纯粹的固相反应相比，有利于提高反应的速度和产率。具体方法为：准确称取已研磨好的磷酸二氢铵(NH4H2PO4)和氯化钾(KCl)，按等摩尔均匀混合，放入到已恒温至所需温度的坩埚炉中加热，反应到一定时间后取出，冷却到室温，准确称量所得物的质量后加入适量6mol·L-1硝酸溶液溶解，再用佛尔哈德法对氯离子进行测定。
方法2：将磷酸一铵与氯化钾混合后加入反应器内加热，磷酸一铵与氯化钾发生反应，生成熔融态的偏磷酸钾、升华的氯化铵和水蒸汽，反应式如下：
反应结束后，将熔融态的偏磷酸钾放出冷却后粉碎即得到偏磷酸钾产品；加热反应过程中升华的氯化铵通过冷却回收作农用肥料。上述工艺中，所用磷酸一铵的质量分数为60％～75％，氯化钾的质量分数为40％～25％；磷酸一铵与氯化钾的质量比例为100∶(47～55)；反应温度为600℃～900℃；停留时间为1～4h。
应用[4]
偏磷酸钾是一种较理想的无氯磷钾复合肥。具有以下特点：
1.不吸潮，有防结块作用，在其他肥料中添加质量分数为10-50%的偏磷酸钾可以大大降低其结块现象。
2.可以根据农作物的需要提供不同溶解度，能够缓慢的或受控制的释放化肥肥效，有利于环境保护。
3.在液体混合物中具有多家螯合能力，是液体肥料的理想原料。
4.盐指数很低，没有参残余土壤效应。
5.由于聚磷酸盐的结核作用可减少土壤对磷的固定和钾的流失，同时添加适量微量元素可以制成多元素高效复合肥料。
主要参考资料
[1] CN200910102927.5农用偏磷酸钾生产方法
[2] 国外磷钾复合肥料偏磷酸钾发展概况
[3] 偏磷酸钾制备方法研究
[4] 偏磷酸钾肥料生产工艺