CN111479778A - 氢氧化锂的制备方法和碳酸锂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种氯化锂水溶液的制备方法、氢氧化锂的制备方法及碳酸锂的制备方法，可以提供一种氯化锂水溶液的制备方法，包括：准备含锂固态原料物质的步骤；将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤；将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤；以及将所述冷凝氯化锂转化成氯化锂水溶液的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及一种氢氧化锂的制备方法和碳酸锂的制备方法。
背景技术
在利用矿石原料提取锂的领域中，通常可使用锂含量多以及可商业化的锂辉石(spodumene，LiAlSi2O6)矿石。
已知的现有技术有酸浸法(acidroasting)和石灰焙烧法(lime-roasting)，酸浸法使用硫酸和盐酸，而石灰焙烧法将矿石煅烧(calcination)成如CaO，再用水浸出。在上述工艺中，目前使用最多的技术是酸浸法，已经建立了使用该方法的商业化工艺。
上述的酸浸法的主要工艺过程如下。
将原始α相锂辉石矿石在高温下煅烧转化成容易与酸反应(即容易浸出锂的)的β相锂辉石。
接下来，将其冷却，粉碎(milling)成细粉状，然后加入硫酸或盐酸(主要使用硫酸)加热。
将加热后的反应物用水浸出(leaching)，就会得到浸出液，即含锂的溶液。经化学工艺将浸出液过滤去除杂质后，利用Na2CO制备碳酸锂。
这种酸浸法能量消耗大，工艺复杂，不仅制备成本增加，而且在锂提取过程中使用硫酸等强酸，因此对环境产生影响。
上述的石灰焙烧法(lime-roasting)的主要工艺过程如下。
与所述酸浸法相同，原料使用相同的锂辉石，先将α相锂辉石矿石粉末和CaO混合后，在高温下煅烧转化成β相形式。
接下来，将其冷却，粉碎成细粉，再用水浸出，就会得到所需形式的LiOH溶液。然后，将其过滤去除杂质，以通过再结晶器得到LiOH固态产物。
不同于所述酸浸法，石灰焙烧法具有不使用酸的优点，但是由于锂的回收率低以及工艺缓慢，生产成本增加，因此经济效率低。
发明内容
本发明旨在提供一种从固态锂原料物质提取锂的改善的方法。
本发明的一个实施方案提供一种氢氧化锂的制备方法，其包括：准备含锂固态原料物质的步骤；将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤；将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤；将所述冷凝氯化锂转化成氯化锂水溶液的步骤；去除所述氯化锂水溶液中二价阳离子的步骤；以及将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤。
去除所述氯化锂水溶液中二价阳离子的步骤可采用利用螯合型离子交换树脂的吸附法。
将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤可以是将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的同时作为副产物获得盐酸水溶液的步骤。
所获得的盐酸水溶液可用于制备将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤中的氯原料物质。
在将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤中，所述氯化锂水溶液中锂的浓度可为5g/L至20g/L。
所述具有双极膜的电渗析装置可依次配置具有阳极的阳极室、第一双极膜、阴离子选择性渗析膜、阳离子选择性渗析膜、第二双极膜及具有阴极的阴极室。
将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的同时作为副产物获得盐酸水溶液的步骤可包括：将所述氯化锂水溶液加入到所述阳离子选择性渗析膜和所述阴离子选择性渗析膜之间以及将水分别加入到所述第一双极膜和所述阴离子选择性渗析膜之间和所述第二双极膜和所述阳离子选择性渗析膜之间的步骤；以及对所述双极电渗析装置施加电流而获得氢氧化锂水溶液的同时作为副产物获得盐酸水溶液的步骤。
所述水的加入量与所述氯化锂水溶液的加入量的重量比(水:氯化锂水溶液)可为1:20至1:2。
将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的同时作为副产物获得盐酸水溶液的步骤可包括：所述水在所述第一双极膜和所述第二双极膜水解而产生氢氧离子和氢离子的步骤；所述氯化锂水溶液中的锂离子通过所述阳离子选择性渗析膜而向所述阴极方向移动的步骤；在所述第二双极膜产生的氢氧离子和移动的所述锂离子在所述阳离子选择性渗析膜和所述第二双极膜之间被浓缩而形成氢氧化锂水溶液的步骤；所述氯化锂水溶液中的氯离子通过所述阴离子选择性渗析膜而向所述阳极方向移动的步骤；以及在所述第一双极膜产生的氢离子和移动的所述氯离子在所述阴离子选择性渗析膜和所述第一双极膜之间被浓缩而形成盐酸水溶液的步骤。
在将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤之后，还包括：将所述氢氧化锂水溶液进行浓缩使其结晶化的步骤；以及对所述结晶化的氢氧化锂进行干燥获得粉末状氢氧化锂的步骤。
所述冷凝氯化锂可以是固态或液态。
在将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤中，还可以向含锂固态原料物质和氯原料物质中进一步混入用于改善锂反应的添加剂进行加热。
所述添加剂可为氧化钙、氧化镁、煅烧白云石或其混合物。
所述含锂固态原料物质可包括α相锂辉石(spodumene，LiAlSi2O6)。
所述氯原料物质可包括氯化钙、氯化钠、氯化镁或其混合物。
通过将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤以及将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤所产生的气态氯化锂可由下述反应式1产生。
[反应式1]
2LiAlSi2O6(锂原料物质)+CaCl2(氯原料物质)→2LiCl+CaO·Al2O3·2SiO2+2SiO2
将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤可在800℃至1200℃下实施。
将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤可在真空或不影响反应的气流中实施。
在将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤中，所述气态氯化锂可在低温段的冷凝器中转化成冷凝氯化锂。
所述低温段可为100℃至800℃。
将所述冷凝氯化锂转化成氯化锂水溶液的步骤可以是将所述冷凝氯化锂溶解于水中使其转化成氯化锂水溶液的步骤。
通过控制所述水的量，可以控制氯化锂水溶液中锂的浓度。
本发明的另一个实施方案提供一种碳酸锂的制备方法，其包括：准备含锂固态原料物质的步骤；将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤；将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤；将所述冷凝氯化锂转化成氯化锂水溶液的步骤；去除所述氯化锂水溶液中二价阳离子的步骤；将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤；以及通过所获得的氢氧化锂的碳化反应获得碳酸锂的步骤。
可以提供从固态锂原料物质提取锂的改善的方法。具体地，在不使用强酸的情况下，也可以有效地提取高浓度的锂。
更具体地，可以提供环境上得到改善的方法。
另外，可以提供锂回收率得到改善的方法。
为了转化成各种锂材料的工艺，可以使锂浓度容易控制。
附图说明
图1是本发明的一个实施方案的整体工艺示意图。
图2是本发明的一个实施方案中冷凝器的概念图。
图3是根据本发明的一个实施例使用双极电渗析装置制备氢氧化锂的方法的示意图。
图4是根据本发明的一个实施例使用堆叠式双极电渗析装置制备氢氧化锂的方法的示意图。
具体实施方式
在下文中，将详细描述本发明的实施方案。但是，下述实施方案是示例而已，本发明不限于下述实施方案，本发明以权利要求书的范围为准。
本发明的一个实施方案提供一种氢氧化锂的制备方法，其包括：准备含锂固态原料物质的步骤；将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤；将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤；将所述冷凝氯化锂转化成氯化锂水溶液的步骤；去除所述氯化锂水溶液中二价阳离子的步骤；以及将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤。
对于这种工艺，下面更具体地描述各步骤。
为了便于描述，举例描述具体的化合物，但本发明不限于这些化合物。
本发明涉及从含锂固态原料物质提取锂的方法，所述含锂固态原料物质具体为含锂矿石(ore)，更具体为锂辉石(Spodumene，LiAlSi2O6)矿石。
本发明可以归类为另类技术，完全不同于现有的从锂辉石矿石原料提取锂的公知技术如酸浸法(acid roasting)和石灰焙烧法。
更具体地，在本发明的一个实施方案中，可通过冷凝器(condensor)获得氯化锂，所述冷凝器用于使锂蒸气(lithium vapor)经一定温度段在相对的低温段冷凝而固态化，所述锂蒸气是将锂辉石矿石和氯化钙混合后进行烧制的氯化焙烧过程中释放出的锂蒸气。
通过固态化或液态化成所述冷凝器中获得的氯化锂(LiCl)溶解于水中，可以获得含锂的浸出液。
将根据本发明的一个实施方案的整体工艺示于图1中。
首先，作为固态锂原料物质可以使用α相锂辉石。然后，将用于引起主反应的CaCl2与锂辉石混合后以800℃-1200℃进行加热(煅烧，calcination)。此时的反应如下。
[反应式1]
2LiAlSi2O6(锂原料物质)+CaCl2(氯原料物质)→2LiCl+CaO·Al2O3·2SiO2+2SiO2
可以证实，存在由所述反应最终获得LiCl的氯化焙烧过程。
另外，为了提高转化率，当进一步加入CaO使其反应时，可以获得所述锂的反应率得到提高的结果。
对于如上所述的反应即氯化焙烧，可在真空(约10-3atm以下)或不影响反应的气体(例：氮气、氩气、干燥空气等)的气流中完成。
有关这种真空和冷凝的概念图示于图2中。
在这样的氯化焙烧方法中，反应后的氯化锂在高温下以蒸气状态(vapor)移动到真空泵侧，此过程中从设置在真空泵前端的低温段(100℃-800℃)冷凝器(condenser)获得固态或液态的氯化锂。
此时获得的氯化锂对水的溶解度高，因此具有不用酸只用水就能回收氯化锂水溶液的优点。
如此获得的氯化锂水溶液，其特征在于，通过调节用于制成溶液状态的水的加入量可以制成各种浓度，并且具有根据后续工艺可调节锂浓度的优点。
所述氯化锂(LiCl)水溶液是从矿石原料获得锂产品的中间产物，下面公开了利用它制备锂材料的过程。
为此，需要去除工艺，用以去除所述氯化锂水溶液中含有的杂质，特别是钙(Ca++)和镁(Mg++)，由于使用CaCl2和CaO作为辅料的工艺上的特征，去钙成为重要因素。
为此，利用离子交换树脂去除钙和镁等二价阳离子，由此可获得去除杂质的氯化锂水溶液。
利用所获得的氯化锂水溶液通过各种方法，可以制备不同形式的锂材料。
作为一个具体实例，利用具有双极膜的电渗析装置，可以将所获得的氯化锂水溶液转化成氢氧化锂。另外，利用转化的氢氧化锂，还可以转化成碳酸锂。
图3是根据本发明的一个实施例使用双极电渗析装置制备氢氧化锂的方法的示意图。
另外，图4是根据本发明的一个实施例使用堆叠式双极电渗析装置制备氢氧化锂的方法的示意图。
更具体地，如图3所示的双极电渗析装置可以是堆叠式，图4是一个示例而已。
将所述氯化锂转化成氢氧化锂的工艺中使用的双极电渗析装置200可依次配置具有阳极210的阳极室、第一双极膜220、阴离子选择性渗析膜230、阳离子选择性渗析膜240、第二双极膜250及具有阴极260的阴极室，如图3所示。
对于这种双极电渗析装置200，可以将所述氯化锂水溶液加入到所述阴离子选择性渗析膜230和所述阳离子选择性渗析膜240之间以及将水分别加入到所述第一双极膜220和所述阴离子选择性渗析膜230之间和所述第二双极膜250和所述阳离子选择性渗析膜240之间，以准备进行双极电渗析。
向如此加入所述氯化锂水溶液和所述水的双极电渗析装置供电时，在所述各双极膜发生所述浓缩液水的水解，并且所述氯化锂水溶液中阳离子和阴离子通过电泳效应分别向所述阴极260和所述阳极210侧移动。
此时，所述水的加入量与所述氯化锂水溶液的加入量的重量比(水:氯化锂水溶液)可以控制成1:20至1:2。具体地，所述水的加入量是指分别加入到所述第一双极膜220和所述阴离子选择性渗析膜230之间和所述第二双极膜250和所述阳离子选择性渗析膜240之间的水的加入量。
如果所述水的加入量小于所述范围，则所获得的氯化锂水溶液的浓度变得过高，并且产生基于浓度差的扩散力，从而造成电压上升、电流减小、电流效率降低、电力成本上升等。
与此相反，如果所述水的加入量大于所述范围，则所获得的氯化锂水溶液的浓度变得过低，为了利用其制备氢氧化锂和碳酸锂，需要进一步的浓缩工艺，并且产生能量成本。
在本发明的实施例中使用的水优选为不含杂质的纯水，这种纯水包括蒸馏水，更优选为离子交换水。
在所述第二双极膜250产生的氢氧离子和移动的所述锂离子在所述阳离子选择性渗析膜240和所述第二双极膜250之间被浓缩，从而可以制成氢氧化锂水溶液。另外，在所述第一双极膜220产生的氢离子和移动的所述氯离子在所述阴离子选择性渗析膜230和所述第一双极膜220之间被浓缩，从而可以制成盐酸水溶液。
由此，可在所述第二双极膜250和所述阳离子选择性渗析膜240之间回收所述氢氧化锂水溶液，而且可在所述第一双极膜220和阴离子选择性渗析膜230之间回收所述盐酸水溶液。
从结果来看，将所述氯化锂水溶液作为原料物质，并使用所述双极电渗析装置200时，可以制备出锂浓缩成高浓度的氢氧化锂水溶液，而且可与同时生成的盐酸水溶液有效地分离。此时的化学反应如下述反应式3。
[反应式3]
LiCl+H2O→LiOH+HCl
所述盐酸水溶液可用于制备将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤中的氯原料物质。
具体例如，为了制备氯原料物质之一的氯化钙，可以利用盐酸与低价氧化钙的反应。
同时，所述氢氧化锂水溶液可以用作制备碳酸锂的原料物质，或者可经过结晶化和干燥工艺以粉末状态进行回收。
具体地，通过向所述氢氧化锂水溶液喷射二氧化碳，可以容易制备出所述碳酸锂。另外，将所述氢氧化锂水溶液通过真空蒸发法进行浓缩使其结晶化后，通过蒸汽烘干机进行干燥，就可以制备出所述粉末形式的氢氧化锂。
另一方面，如图4所示，所述双极电渗析装置可以采用多个依次堆叠的膜堆(stack)。
如上所述，将双极电渗析装置由堆叠式膜堆组成时，在所述两个第三双极膜455之间，所述第三双极膜455与阴离子选择性渗析膜430及阳离子选择性渗析膜440组成一对，这样的几十对至几百对可以配置在阳极室和阴极室之间。
如上所述，当使用堆叠式双极电渗析装置时，可以设置用于分别连接供应到这种膜堆的氯化锂水溶液和水的供应管线以及用于分别连接从这种膜堆排出的氢氧化锂水溶液和盐酸水溶液的排出管线。
如图4所示，对于堆叠式双极电渗析装置，在具有第二阳极410的第二阳极室和具有第二阴极460的第二阴极室之间，第三双极膜455与第二阴离子选择性渗析膜430及第二阳离子选择性渗析膜440组成一对且连续配置。这种双极膜和选择性渗析膜组成几十对至几百对，并且可以连续配置。
另外，用于将第二电极液供应到所述第二阳极室和第二阴极室的第二电极液供应管线(图中未示出)以封闭形式分别形成在所述堆叠式双极电渗析装置的上下，可使所述第二电极液在所述堆叠式双极电渗析装置循环，并且所述第二电极液供应管线的一定部分上通过第二调节阀(图中未示出)连接可补充第二电极液的第二电极液供应箱(图中未示出)。
此外，所述第二电极液供应箱上可以安装能够使所述第二电极液循环的第二电机(图中未示出)。此时使用的第二电极液可选自氢氧化锂(LiOH)和氯化钾(KCl)中任何一种或它们的组合。
另一方面，所述堆叠式双极电渗析装置上可以配置用于供应从所述堆叠式电渗析装置获得的氯化锂水溶液的氯化锂水溶液供应管线470和用于供水的第二水供应管线475。
此时，对于氯化锂水溶液供应管线470，其注入口可配置在第二阴离子选择性渗析膜430和第二阳离子选择性渗析膜440之间，对于第二水供应管线475，其注入口可配置在第三双极膜455和第二阴离子选择性渗析膜430之间和第二阳离子选择性渗析膜440和第三双极膜455之间。
另外，所述堆叠式双极电渗析装置上可以形成氢氧化锂水溶液排出管线480、盐酸水溶液排出管线483及残留氯化锂水溶液排出管线485，以将双极电渗析后生成的氢氧化锂水溶液、盐酸水溶液及残留氯化锂水溶液排到所述堆叠式双极电渗析装置外。
此时，对于所述氢氧化锂水溶液排出管线480，其排出口可形成在第二阳离子选择性渗析膜440和第三双极膜455之间，对于所述盐酸水溶液排出管线483，其排出口可形成在第三双极膜455和第二阴离子选择性渗析膜430之间，对于所述残留氯化锂水溶液排出管线485，其排出口可形成在第二阴离子选择性渗析膜430和第二阳离子选择性渗析膜440之间。
当通过氯化锂水溶液供应管线470和第二水供应管线475向上述的堆叠式双极电渗析装置供应氯化锂水溶液和水并供电时，通过电泳效应生成的氢氧化锂水溶液、盐酸水溶液及残留氯化锂水溶液分别以隔离的状态通过氢氧化锂水溶液排出管线480、盐酸水溶液排出管线483及残留氯化锂水溶液排出管线485连续排出。
如上所述，从堆叠式双极电渗析装置获得的氢氧化锂水溶液经结晶化和干燥工艺以粉末状态进行回收，或者可以用作制备碳酸锂的原料物质。
下面描述本发明的实施例和比较例。然而，下述实施例是本发明的一个实施例而已，本发明不限于下述实施例。
实施例
准备原料物质
将1kg的α相锂辉石粉末和1.5kg的无水氯化钙粉末及0.6kg的氧化钙粉末均匀地混合。
氯化焙烧
将混合的粉末放在铁托盘上放入升温至1000℃的反应管。反应管的一侧端具有可放入粉末的投入口，而相反侧上设置冷凝器，并且形成为可连接真空设备的结构。
反应管的升温利用了电炉。放入粉末后启动真空泵，以保持真空度在10-3atm，并保持反应约1小时。
冷凝
在反应时间内，将冷凝器的温度保持在约500℃，在冷凝器内部氯化锂冷凝成液态。
获得氯化锂水溶液
在反应结束后，将冷凝器冷却，并将反应管的压力从真空变更为常压，然后打开反应管的盖子排出冷凝器。此时，冷凝器中冷凝氯化锂的量为约70g，反应率为约94％。将冷凝器放入水中，就可以很容易地从冷凝器清除氯化锂。对冷凝氯化锂的成分进行分析的结果，氯化锂为95.80％，并且存在2.38％的氯化钙、1.17％的氯化钠等杂质。
提炼氯化锂水溶液
为了将所获得的氯化锂加入到双极电渗析工艺，需要溶解成水溶液状态。
此时，所制备的氯化锂水溶液中，除了有效成分氯化锂(LiCl)之外，还存在上一道工艺中使用的钙(Ca)离子。钙离子在双极电渗析装置中成为析出和粘膜所导致的妨碍渗析膜工作的因素，因此需要去除和控制。
在双极电渗析工艺中，Ca离子的浓度应控制在10ppm以下，为此公开了利用离子交换树脂的去除工艺。
所述离子交换树脂是对Ca、Mg等离子具有吸附性的螯合型离子交换树脂，可以选择性地去除Ca、Mg等二次离子。
本发明的一个实施例中使用Amberlite IRC747UPS，但是除此之外，具有相同特性的螯合型离子交换树脂均可。钙的去除反应式如下。
[反应式2]
在上述的螯合树脂和反应式环境下去除氯化锂水溶液的钙时，试验结果如下。
[表1]
| 分类 | Li | Na | K | Ca | Mg |
| 溶解液(mg/L) | 10,171 | 90.0 | 7.0 | 34.9 | 9.9 |
| 去除Ca、Mg后 | 10,079 | - | - | 0.2 | 3.7 |
如上表中的试验，当经过离子交换工艺时，可以去除99％以上的钙，并且可以将加入到工艺中的钙浓度控制在10ppm以下。
氯化锂水溶液转化成氢氧化锂
氯化锂水溶液转化成氢氧化锂是双极电渗析工艺的特征性转化方法，在双极渗析膜发生的水解所产生的OH-与氯化锂的Li结合而制备出LiOH。
用作原料的氯化锂水溶液可以制成各种浓度范围，但是鉴于电渗析工艺的效率，以氯化锂水溶液中锂浓度为准，可转化成5g/L～20g/L。
更具体地，当保持15g/L水平时，在氢氧化锂水溶液中锂浓度标准为20g/L的实施例中，可以获得85％的锂转化率。
所述转化率和原料氯化锂水溶液的浓度范围可在上述的水平内进行调整。
在上述过程中，氯化锂水溶液的Cl-离子与水解所产生H+结合而制成HCl。
此时，所获得的HCl在所述实施例条件下为2N。对于如此得到的盐酸，使其与低价CaO进行反应而制成CaCl2，然后送到上一道工艺即氯化焙烧工艺，以作为原料再使用，从而将工艺中产生的副产物减少到最少。
通过这种工艺从氯化锂转化成氢氧化锂的转化率为80％～85％。
氢氧化锂转化成碳酸锂
另外，对于所获得的氢氧化锂水溶液，当锂浓度标准达到34g/L～35g/L时，就会以氢氧化锂结晶析出。
当利用这种特性在再结晶器中进行浓缩时，由于所述实施例中获得的氢氧化锂水溶液为20g/L，继续浓缩成34g/L～35g/L，从而可以分离成氢氧化锂结晶。
如此得到的氢氧化锂固形物是最终产物，由于所述电渗析工艺的特性，并没有引入的辅料，因此可以生产高纯度的氢氧化锂固形物。
另外，对于所述氢氧化锂水溶液(20g/L)，可以实现作为pH为12以上的强碱成分利用碳酸气体(CO2)的气相碳酸化，不会发生现有常规碳酸化工艺中使用碳酸钠(Na2CO3)和用作pH调节剂的氢氧化钠(NaOH)所造成的去除Na成分的问题，因此具有可以获得碳酸锂制备工艺简单化和高纯度化的优点。
本发明不限于上述实施例，可以各种不同方式制备，本发明所属技术领域的普通技术人员应该理解，在不改变本发明的技术思想或必要特征的情况下，可以其他具体方式实施。因此，应该理解，上述的实施例在所有方面是示例性的，而非限制性的。
Claims (20)
1.一种氢氧化锂的制备方法，其包括：
准备含锂固态原料物质的步骤；
将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤；
将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤；
将所述冷凝氯化锂转化成氯化锂水溶液的步骤；
去除所述氯化锂水溶液中二价阳离子的步骤；以及
将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤。
2.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
去除所述氯化锂水溶液中二价阳离子的步骤采用利用螯合型离子交换树脂的吸附法。
3.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤是将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的同时作为副产物获得盐酸水溶液的步骤。
4.根据权利要求2所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
所获得的所述盐酸水溶液用于制备将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤中的氯原料物质。
5.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
在将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤中，
所述氯化锂水溶液中锂的浓度为5g/L至20g/L。
6.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
所述具有双极膜的电渗析装置依次配置具有阳极的阳极室、第一双极膜、阴离子选择性渗析膜、阳离子选择性渗析膜、第二双极膜及具有阴极的阴极室。
7.根据权利要求3所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的同时作为副产物获得盐酸水溶液的步骤包括：
将所述氯化锂水溶液加入到所述阳离子选择性渗析膜和所述阴离子选择性渗析膜之间以及将水分别加入到所述第一双极膜和所述阴离子选择性渗析膜之间和所述第二双极膜和所述阳离子选择性渗析膜之间的步骤；以及
对所述双极电渗析装置施加电流而获得氢氧化锂水溶液的同时作为副产物获得盐酸水溶液的步骤。
8.根据权利要求7所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
所述水的加入量与所述氯化锂水溶液的加入量的重量比(水:氯化锂水溶液)为1:20至1:2。
9.根据权利要求7所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的同时作为副产物获得盐酸水溶液的步骤包括：
所述水在所述第一双极膜和所述第二双极膜水解而产生氢氧离子和氢离子的步骤；
所述氯化锂水溶液中的锂离子通过所述阳离子选择性渗析膜而向所述阴极方向移动的步骤；
在所述第二双极膜产生的氢氧离子和移动的所述锂离子在所述阳离子选择性渗析膜和所述第二双极膜之间被浓缩而形成氢氧化锂水溶液的步骤；
所述氯化锂水溶液中的氯离子通过所述阴离子选择性渗析膜而向所述阳极方向移动的步骤；以及
在所述第一双极膜产生的氢离子和移动的所述氯离子在所述阴离子选择性渗析膜和所述第一双极膜之间被浓缩而形成盐酸水溶液的步骤。
10.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
在将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤之后，还包括：
将所述氢氧化锂水溶液浓缩使其结晶化的步骤；以及
对所述结晶化的氢氧化锂进行干燥获得粉末状氢氧化锂的步骤。
11.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
所述冷凝氯化锂是固态或液态。
12.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
在将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤中，
还向含锂固态原料物质和氯原料物质中进一步混入用于改善锂反应的添加剂进行加热。
13.根据权利要求12所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
所述添加剂为氧化钙、氧化镁、煅烧白云石或其混合物。
14.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
所述含锂固态原料物质包括α相锂辉石(LiAlSi2O6)。
15.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
所述氯原料物质包括氯化钙、氯化钠、氯化镁或其混合物。
16.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
通过将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤以及将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤所产生的气态氯化锂由下述反应式1产生，
[反应式1]
2LiAlSi2O6(锂原料物质)+CaCl2(氯原料物质)→2LiCl+CaO·Al2O3·2SiO2+2SiO2。
17.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤在800℃至1200℃下实施。
18.根据权利要求17所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤是在真空或不影响反应的气流中实施。
19.根据权利要求1所述的氢氧化锂的制备方法，其中，
在将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤中，
所述气态氯化锂在低温段的冷凝器中转化成冷凝氯化锂。
20.一种碳酸锂的制备方法，其包括：
准备含锂固态原料物质的步骤；
将所述含锂固态原料物质和氯原料物质混合后加热的步骤；
将所述加热步骤所产生的气态氯化锂冷凝而获得冷凝氯化锂的步骤；
将所述冷凝氯化锂转化成氯化锂水溶液的步骤；
去除所述氯化锂水溶液中二价阳离子的步骤；
将去除所述二价阳离子的氯化锂水溶液用具有双极膜的电渗析装置转化成氢氧化锂的步骤；以及
通过所获得的所述氢氧化锂的碳化反应获得碳酸锂的步骤。
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