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金属锂以优异的性能广泛应用于能源电池、轻质合金、航空航天、热核聚变等新兴技术领域。其全球需求量急剧增加,金属锂产品呈供不应求之势。因此,改进开发金属锂的生产工艺是势之所趋。金属锂的生产方法主要有两种,分别为熔盐电解法和真空热还原法。前者是传统的生产方法,但是其发展受原料成本高,生产过程中有氯气产生,产品中钾钠含量高等因素制约；后者具有流程短,原料成本低、过程无腐蚀气体产生等优点,是一种具有工业应用前景的方法。本论文在总结现有真空热还原炼锂工艺及热力学分析的基础上,提出一种以氢氧化锂、氧化铝为原料,氧化钙为添加剂合成富锂的Li5A104熟料,而后以铝粉为还原剂得到金属锂和适于提取氢氧化铝的铝酸钙渣的高效绿色新工艺。(1)对一水氢氧化锂与氧化铝高温烧结进行了热力学计算与分析,结果表明：LiOH·H2O和Al2O3在常压条件下较易合成Li5A104,在铝热还原Li5A104时,常压起始反应温度为1869K,在系统压力为10Pa时,起始反应温度为1392.5K,加入氧化钙后,常压铝热还原生成金属锂和12CaO·7Al203的起始温度为1694K,系统压力为10Pa时,生成12CaO·7Al203的起始温度降至为972.6K。(2)在富锂熟料的制备过程中：烧损率随温度的升高,先增大后略减小；随煅烧时间先增大,趋于稳定后略有减小；制团压力对烧损率影响不明显。在实验范围内,较优参数为：煅烧温度为800℃,煅烧时间为1.5h,制团压力为30MPa。在此条件下,原料的烧损率为34.74%,煅烧后的熟料主要成分为CaO和Li5A104,适用于真空铝热还原制取金属锂。(3)在真空铝热还原炼锂过程中：在系统压力为7Pa左右,初步测得实际的反应温度为775℃；在实验范围内,金属锂的还原率基本随还原温度的升高、还原时间的延长、铝粉过量系数的提高而升高,制团压力对还原率的影响不明显。实验中金属锂还原率可达96%以上的较优的工艺条件有：还原温度1200℃,还原时间2.0h,制团压力35MPa,铝粉不过量,此时还原率为97%,渣的主要成分为12CaO·7Al203和CaO·Al2O3;还原温度1200℃,还原时间1.5h,制团压力35MPa,铝粉过量6%,还原率为96.5%,渣的主要成分为CaO·2Al203.和CaO·Al203。上述两种工艺条件下得到的铝酸钙还原渣均可通过碱液溶出及碳分制备氢氧化铝。