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摘要：当前全球面临着资源和能源危机,对矿产资源的开发与新能源材料的制备成为研究的热门。本文以低品位磷矿为磷源,开展磷的提取、净化及其应用于锂离子电池正极材料LiFePO4的研究。提出从低品位磷矿资源到新能源材料LiFePO4制备的一体化工艺,完成的研究工作包括：采用不同的方法对低品位磷矿中的P进行提取,通过对比盐酸法、硫酸法、盐酸改进硫酸法、添加剂A改进硫酸法、添加剂A与盐酸改进硫酸法的试验结果,选择添加剂A与盐酸改进硫酸法分解低品位磷矿提取P及Fe。其适宜条件为：封闭浸出体系、L：S(液固比)=5：1、T=70℃、t=90min、r=650r/min、C添加剂A=100mgL-1、Cl:Cal(物质的量之比)=0.15：1.00,目标元素的浸出率：η(P)=86.21%、η(Fe)=25.43%;杂质元素的浸出率：η(Ca)=6.09%、η(Mg)=85.61%、η(Ai)=7.01%。采用FI-TR、XRD、SEM、EDS的检测方法对低品位磷矿的不同湿法分解工艺的浸出渣进行研究,结果表明改进硫酸法提高磷的浸出率的关键因素是添加剂改变了固化层中钙盐的相对含量与结晶特性,使钙盐固化层的通透性得到改善。对低品位磷矿分解浸出渣的研究工作,在一定程度上解释了磷矿湿法分解的机理。提出配合掩蔽-沉淀法(CM-P)净化粗磷酸制备水合FePO4工艺在CP=402.5mgL-1、CFe2(SO4)3=777.00mgL-1、CEDTA二钠=10.00mgL-1、 CH2C2O4-2H2O=2.00mgL-1、pH=2.00、t=30min、T=50℃、r=867r/min的优化条件下,制备的水合FePO4的Fe：P=1.019：1.000、杂质元素(Ca、 Mg、Al)能达到电池级要求且磷元素的利用率为75.94%。以LiOH·H2O作为锂源、以C6H12O6·H2O作为碳源,以制备的水合FePO4作为前驱体,采用碳热还原法获得锂离子电池正极材料LiFePO4。XRD与SEM测试结果表明：产物中无明显杂质峰、为单一的橄榄石型结构、微量杂质元素完全掺入到LiFePO4晶格中；LiFePO4颗粒的一次颗粒粒径为纳米级。电化学性能测试结果表明,本工艺制备的LiFePO4在0.1C、0.2C、0.5C、1.0C的首次放电比容量分别为145.1mAh·g-1、138.3mAh·g-1、133.4mAh·g-1、120.2mAh·g-1,且循环性能良好。与产业化合成LiFePO4工艺相比,本文研究的工艺具有原料成本低、工艺流程短、对磷矿石适用性强的优势,整个工艺中低品位磷矿资源利用率为61.83%。图75幅,表22个,参考文献63篇