磷铁是电热法磷生产工艺中的一大类价廉副产物,由磷矿石中的少量铁与磷在电炉中经高温反应而成。磷铁副产物的成分较复杂,根据磷矿石中铁含量和工艺条件的不同,一般有以下几种状态：FeP、Fe2P、Fe3P和FeP2 等,常温下化学性质稳定,不溶于酸,不锈,无磁性,熔点约1149oC,产量较大,如：生产1 t 黄磷副产磷铁80～150 kg,其中,w(P)= 18％～26％、w(Fe)≈70％,常含硅、铝、锰、钒等其它元素,目前应用领域不广,市场价格低,只有～3000 元/吨,大部分廉价出口到国外或商贸部门以粗品收购,有些企业直接作为废渣处理,不仅造成资源的极大浪费,而且污染环境。随着磷矿资源的减少,磷铁副产物的高值循环利用亟待解决。由于磷铁副产物中含有大量的P 和Fe 元素,而且二者混合较均匀,所以可以用来制备能源材料FezP、FePO4 或LiFePO4 等。我们课题组在国际上率先开展了循环利用磷铁副产物制备能源材料的研究,申请了10 多项相关发明专利,目前已授权10 项,修改2 项,部分研究结果已经在Korean Journal of Chemical Engineering、无机材料学报、高等化学工程学报、合成化学、化工新型材料等杂志上发表。采用磷铁为原料合成高性能FezP、FePO4 或LiFePO4,避开了目前国内外的知识产权壁垒,拥有独立自主的知识产权,而且使同类产品的成本和性能具有极大的市场竞争力,如：1 吨磷酸亚铁锂的生产成本比目前由FePO4 生产的成本降低不少于2万元,但是性能达到或超过目前的市售产品。图1 为磷铁原料及由其制备的LiFePO4 的XRD 图和典型电化学性能曲线。采用独立自主的知识产权技术,我们成功的利用磷铁副产物制备出具有较高电化学活性的能源材料,通过调控反应工艺过程和阳极袋电解等方法消除磷铁中的杂质元素对产物的影响,LiFePO4 在1 C倍率下放电容量达到153 mAh/g,3 C 倍率下仍能达到140 mAh/g,实现了资源、能源和环境的可持续发展。