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合成方法
1. 鹵水綜合利用法鹵水經提取氯化鋇后的含鋰料液加入純堿以除去料液內鈣、鎂離子，加入鹽酸酸化，蒸發去除氯化鈉，再經除鐵，然后加入過量純堿使碳酸鋰沉淀，經水洗、離心分離、干燥，制得碳酸鋰成品。
2. 石灰燒結法鋰輝石精礦（一般含氧化鋰6%）和石灰石按1∶（2.5～3）重量比配料。混合磨細，在1150～1250 ℃下燒結生成鋁酸鋰和硅酸鈣，經濕磨粉碎，用洗液浸出氫氧化鋰，經沉降過濾，濾渣返回或洗滌除渣，浸出液經蒸發濃縮，然后加入碳酸鈉生成碳酸鋰，再經離心分離、干燥，制得碳酸鋰成品。
3. 用氫氧化鋰和二氧化碳為原料反應便可制得高純度的碳酸鋰，也可以用硫酸鋰和碳酸鈉為反應物，但碳酸鋰易溶于其他鹽溶液中，故產率不太高，一般為75%左右，而且產物中還會含有少量的硫酸鋰。
4. 硫酸法：將熔融的鋰輝石與硫酸反應，經凈化后再與碳酸鈉反應制得。
5. 石灰法：將焙燒的鋰輝石與石灰乳反應，經凈化后再與碳酸鈉反應制得。
6. 副產法：由井鹽鹵制氯化鋇后含鋰的母液中提取。
7. 以工業氫氧化鋰為原料，加熱水將其溶解后，濾去不溶物，趁熱向濾液中通入干凈二氧化碳氣體至不再生成沉淀為止，趁熱過濾，甩干，用熱蒸餾水洗滌至合格，于110℃烘干即可。將工業碳酸鋰溶于冷水中，過濾后，濾液煮沸，停止加熱，趁熱過濾，熱水洗滌、甩干、干燥，也能制得試劑碳酸鋰。
從碳酸鋰中衍生出來的玻璃可以用于烤箱用具。碳酸鋰是低火和高火陶瓷釉的常見成分。它的堿性有利于改變釉料中金屬氧化物著色劑的狀態，尤其是紅色氧化鐵(Fe2O3)。制備碳酸鋰時，水泥凝固更快，可用于瓷磚粘合劑。添加到三氟化鋁中，會形成LiF，為鋁加工提供的電解質。鈷酸鋰制成的鋰離子電池陰極。對于雙相情感障礙的治療，是世界衛生組織基本藥物目錄中很重要的藥物列表。
碳酸鋰生產工藝流程的基本原理是在于硫酸與鋰輝石在250~300℃下發生置換反應，生成硫酸鋰。這一反應只能發生于結構較為疏松的鋰輝石，先將選礦獲得的鋰輝石精礦，在回轉窯中高溫焙燒，冷卻后與足量的硫酸混合，送入250℃酸化回轉爐中進行硫酸焙燒。冷卻后水浸，加石灰石控制PH值，得到含10%左右的粗鋰液，用石灰調PH至11，加碳酸鈉除鈣、鎂、鐵、鋁等雜質。清液蒸發稱含20左右的硫酸鋰凈化液，加入碳酸鈉沉淀成碳酸鋰。離心脫水，得到碳酸鋰產品，回收率在90%左右。
