我国拥有得天独厚的锂资源,不仅拥有价值较高的盐湖资源,而且拥有储量丰富、品位较高的锂矿石。目前虽然盐湖提锂的前景有着超过矿石提锂的趋势,但是为了充分有效利用我国锂矿产资源,研究从锂辉石中提取碳酸锂的工艺仍具有非常重要的意义。本文研究锂辉石矿来源于澳大利亚,其中Li20品位为6.05%。纵观当前的矿石提锂工艺,石灰烧结法能耗较高,并且对锂的回收率低；氯化焙烧法流程简单,回收率较高,但炉气腐蚀性强,对设备要求较高,主要应用于锂云母的生成工艺；硫酸法对原料的适应性强,作业简单而回收率高；纯碱压煮法工艺流程简单,产品纯度高,设备腐蚀和环境污染小。结合该矿产资源的特点以及考虑该工艺的经济效益,本文主要研究硫酸法和纯碱压煮法从锂辉石中提取碳酸锂,并深入探讨其工艺条件及流程,具体研究内容如下：(1)天然锂辉石的晶型转化焙烧工艺研究。通过热分析以及XRD衍射探讨了锂辉石的晶型转化焙烧工艺,主要考察焙烧温度,焙烧时间,以及矿物颗粒粒度的影响,结果表明：在1050℃下焙烧α-锂辉石30min,晶型转化(转化为p-锂辉石)比较完全。由于原矿颗粒较大(粒径约为0-3mm),传热不充分,不宜直接用于转化焙烧。(2)p-锂辉石的硫酸化焙烧以及浸出工艺研究。采用三因素三水平的正交实验研究硫酸化焙烧的工艺条件,结果表明最适宜的酸化焙烧条件是硫酸用量为理论值的140%,焙烧温度250℃,焙烧时间30min。另外对后续浸出过程进行初步工艺研究,最佳水浸条件为常温反应15min,液固比为1.85。(3)浸出液净化及沉锂析钠工艺研究。浸出渣按液固比为3进行四次反向搅拌洗涤,洗涤效率高达到95%以上,采用质量浓度为30%NaOH和浓度为300g/L Na2CO3溶液苛化除镁、净化除钙,可使净化液中M2g+、 Ca2+浓度分别达到0.2mg/L和14.4mg/L。沉锂过程中水分蒸发量为18.58%,碳酸锂的沉淀率达到84.00%。对沉锂母液进行冷冻析钠,Na2SO4·10H2O的析出率为86.12%。(4)纯碱压煮法从锂辉石中提取碳酸锂压煮工艺研究,主要考察纯碱用量(Na/Li比),液固比(L/S比),搅拌速度,反应温度,反应时间对转化率的影响。其适宜工艺条件为钠锂比为1.25,液固比为4,搅拌速率为300r/min,在225℃下反应1h,该反应锂转化率可达到96%以上。(5)纯碱压煮法从锂辉石中提取碳酸锂碳化浸出工艺研究,主要考察温度、液固比、搅拌速度、气体流速、通气孔形状以及管径大小等条件对碳化浸出率的影响。结果表明：碳化浸出率随着时间急剧增大,直到45min后浸出率逐渐平衡,以至于保持不变；浸出率随着温度的升高而降低,随液固比和气体流量的增大而增大,环形管通气由于分散性更好,相比球形管和直管,更有利于锂的浸出；在直管通气时,孔径为1.5mm时浸出率最大；浸出反应结束后按滤液中锂含量计算,碳化浸出率可达72%,加上洗液中锂含量,碳化浸出率可达88%左右。(6)碳化反应过程主要控制步骤为气体的溶解传质过程与碳酸锂的扩散传质,其碳化反应中期过程动力学方程可采用下式大体模拟计算：(7)不同锂浓度的碳化浸出液在90℃下进行蒸发结晶时,溶液中的锂浓度在短时间内急剧下降至碳酸锂饱和浓度,结晶出的碳酸锂纯度高达99.62%,结晶过程以异相成核为主,同时伴有均相成核。