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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。
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。
碳酸鋰生產工藝流程生產工業級碳酸鋰的方法有兩種：一是采用傳統的鋰礦石，如鋰輝石、鋰云母等生產，二是采用含鋰鹵水，如鹽湖鹵水、地下鹵水等生產。產品中均含有一定量的水溶性雜質和水不溶性雜質，不能滿足電池級微粉碳酸鋰質量要求，需要精制處理。根據原料的性質及雜質的種類，可采用不同的精制方法除去雜質。
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