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碳酸鋰可用于鋰化合物及搪瓷、玻璃制造，是制取鋰化合物和金屬鋰的原料，可作鋁冶煉的電解浴添加劑。在玻璃、陶瓷、醫藥和食品等工業中應用廣泛，亦可用于合成橡膠、染料、半導體、軍事工業、電視機、原子能、醫藥、催化劑等方面。用于制取聲學級單晶，光學級單晶。還可用于治療狂燥性精神病，制作鎮靜劑等。
碳酸鋰在工業生產中有著比較廣泛的應用，也是藥劑學中的重要原料之一，在化工產業的發展中，也扮演者非常重要的角色。
碳酸鋰生產工藝流程生產碳酸鋰收率較高，將鋰輝石與硫酸鹽混合燒結生產，在一定溫度下混合燒結，經一系列物理、化學反應后，所配入的硫酸鹽中的金屬元素，將礦石中鋰置換生成可溶性的硫酸鹽，主要雜質則生成難溶于水的化合物，然后將燒結后的熟料浸出分離，鋰離子進入溶液，經凈化、濃縮、沉淀后得到碳酸鋰產品。
