JP2019069895A - リチウム含有材料を処理するための方法 - Google Patents

リチウム含有材料を処理するための方法 Download PDF

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Abstract

【課題】リチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法を提供する。
【解決手段】焙焼済みリチウム含有材料を、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムなどのリチウム化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下で浸出させた後、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む水性組成物を電気膜プロセスに供して、水酸化リチウムを調製する。焙焼済みリチウム含有材料は、例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを任意選択で含む水性組成物を使用して、2区画単極または双極電気分解プロセスなどの電気膜プロセスを含めた水酸化リチウムを調製するための方法から得ることができる。
【選択図】なし

Description

本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2014年2月24日に出
願された米国特許出願第61/943,700号明細書の優先権を主張する。

本開示は、リチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法に関する。

酸焙焼済みリチウム含有材料を浸出させるステップを含む、リチウム含有材料からリチ
ウムを抽出するための方法は、公知である。例えば、そのような方法では、リチウム含有
材料が硫酸などの酸の存在下で焙焼されることにより、酸焙焼済みリチウム含有材料が得
られ、次いでそこからリチウムを抽出することができる。

本開示の態様によれば、リチウムをリチウム含有材料から抽出するための方法であって
、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、リチウム化合物を含む水性組成物を得
るのに適した条件下、浸出させるステップを含む方法が提供される。

本開示の別の態様によれば、水酸化リチウムを調製するための方法であって:
本開示の方法による、リチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法によって、
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む、第1の水性組成物を得るステップ
と;
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物を、硫酸リチウ
ムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適
した条件下、電気膜プロセスに供するステップと
を含む方法が提供される。

本開示の別の態様によれば、水酸化リチウムを調製するための方法であって:
本開示の方法による、リチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法によって、
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む、第1の水性組成物を得るステップ
と;
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物を、硫酸リチウ
ムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適
した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを
含む第2の水性組成物を得るステップと;
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を、本開示によ
る方法において、硫酸水素リチウムを含む水性組成物として使用するステップと
を含む方法が提供される。

本開示の別の態様によれば、水酸化リチウムを調製するための方法であって:
リチウム含有材料を、硫酸水素リチウムを含む水性組成物と混合し、それによって混合
物を得るステップと;
混合物を、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下、焙焼
するステップと;
硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素
リチウムを含む第1の水性組成物を得るのに適した条件下、浸出させるステップと;
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物を、硫酸リチウ
ムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適
した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを
含む第2の水性組成物を得るステップと;
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を、硫酸水素リ
チウムを含む水性組成物として使用して、リチウム含有材料と混合し、混合物を得るステ
ップと
を含む方法が提供される。

本開示の方法を使用することによって、硫酸を硫酸水素リチウムで置き換えることが可
能であることが見出された。例えば、酸試薬、即ち硫酸を使用することに関連したコスト
を削減することが、可能であることも見出された。事実、ある状況下では、リチウム含有
材料からリチウムが抽出されるように、電気膜プロセス(例えば、硫酸リチウムから水酸
化リチウムへの部分変換)で得られた硫酸水素リチウムをリサイクルすることが可能であ
った。本開示の方法を使用することによって、リチウム含有材料を処理しかつ/または硫
酸リチウムを第2の水性組成物から回収しかつそれを電気膜プロセスで再使用するのに使
用することができる、酸性組成物の形で、硫酸を容易に回収することが可能であることが
見出された。例えば、そのような方法を使用することによって、硫酸リチウム一水和物(
LiSO・HO)を、実質的に選択的に沈殿させ、したがって容易に回収し再使用
することができる。

本開示の別の態様によれば、水酸化リチウムを調製するための方法であって:
硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を、硫酸リチウムから水酸化リチウムへの少なく
とも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含む第2の
水性組成物を得るステップと;
第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと;
リチウム含有材料と反応させるために、硫酸リチウムを含む第2の水性組成物を使用す
るステップと
を含む方法が提供される。

本開示の別の態様によれば、水酸化リチウムを調製するための方法であって;
リチウム含有材料を、硫酸リチウムを任意選択で含む酸性水性組成物と混合し、それに
よって混合物を得るステップと;
混合物を、焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下で焙焼するステップと;
焙焼済み材料を、硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を得るのに適した条件下で浸出
させるステップと;
硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を、硫酸リチウムから水酸化リチウムへの少なく
とも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含む第2の
水性組成物を得るステップと;
第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと;
硫酸リチウムを含む第2の水性組成物を、硫酸リチウムを任意選択で含む酸性水性組成
物として使用して、リチウム含有材料と混合し、混合物を得るステップと
を含む方法が提供される。

本開示の別の態様によれば、水酸化リチウムを調製するための方法であって:
硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を、硫酸リチウムから水酸化リチウムへの少なく
とも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含む第2の
水性組成物を得るステップと;
第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと;
硫酸リチウムを第2の水性組成物から回収し、それを電気膜プロセスで再使用するステ
ップと
を含む方法が提供される。

本開示の方法を使用することによって、リチウム含有材料を処理しかつ/または硫酸リ
チウムを第2の水性組成物から回収しかつそれを電気膜プロセスで再使用するのに使用す
ることができる、酸性組成物の形で、硫酸を容易に回収することが可能であることが見出
された。例えば、そのような方法を使用することによって、硫酸リチウム一水和物(Li
SO・HO)を、実質的に選択的に沈殿させ、したがって容易に回収し再使用する
ことができる。

本開示の別の態様によれば、硫酸リチウムを含む電気膜プロセス水性組成物を処理する
ための方法であって、硫酸リチウム一水和物を実質的に選択的に沈殿させるのに適した条
件下、電気膜プロセス水性組成物から水を除去するステップを含む方法が提供される。

本開示の別の態様によれば、アルカリ含有材料からアルカリを抽出するための方法であ
って、アルカリ硫酸水素塩焙焼済みアルカリ含有材料を、アルカリ化合物を含む水性組成
物を得るのに適した条件下で浸出させるステップを含む方法が提供される。

以下の図面では、単なる例として、開示の様々な実施形態を表す。

本開示の実施形態による方法の概略図である。 アルカリ水酸化物の生成に用いられた電荷の関数として、累積電流効率をプロットした図である。 アルカリ水酸化物の生成に用いられた電荷の関数として、累積電流効率をプロットした図である。 本開示の別の実施形態による方法の概略図である。 分離ステップから回収された沈殿結晶のXRD解析を示す図である。 分離ステップから回収された沈殿結晶のXRD解析を示す図である。 質量ベースで、大気圧で除去された水の関数として、分離ステップでの硫酸リチウム回収効率をプロットした図である。

他に指示しない限り、本明細書に記述される定義および例は、当業者に理解され得るよ
うに、それらが適している本明細書に記述される本開示の全ての実施形態および態様に、
適用可能であることが意図される。

本開示で使用される単数形「a」、「an」、および「the」は、内容がその他の事
項を明示していない限り、複数表現を含む。例えば、「リチウム含有材料(a lithium-co
ntaining material)」を含む実施形態は、1種のリチウム含有材料、または2種以上の
追加のリチウム含有材料を含む、ある態様を提示すると理解されるべきである。

追加のまたは第2のリチウム含有材料など、「追加の」または「第2の」成分を含む実
施形態では、本明細書で使用される第2の成分は、その他の成分または第1の成分とは異
なる。「第3の」成分は、その他の、第1の、および第2の成分とは異なり、さらに数え
上げられるまたは「追加の」成分は同様に異なる。

本開示の範囲を理解するに際し、本明細書で使用される「含む(comprising)」という
用語およびその派生語は、記述される特徴、要素、成分、群、整数、および/またはステ
ップの存在を特定するがその他の記述されていない特徴、要素、成分、群、整数、および
/またはステップの存在を除外しない、非限定的用語であることが意図される。前述の内
容は、「含む(including)」、「有する(having)」という用語、およびそれらの派生
語など、同様の意味を有する単語にも適用される。本明細書で使用される「〜からなる(
consisting)」という用語およびその派生語は、記述される特徴、要素、成分、群、整数
、および/またはステップの存在を特定するがその他の記述されていない特徴、要素、成
分、群、整数、および/またはステップの存在を除外する、限定的用語であることが意図
される。本明細書で使用される「〜から本質的になる(consisting essentially of〜)
」という用語は、記述される特徴、要素、成分、群、整数、および/またはステップの存
在を特定することが意図され、ならびに特徴、要素、成分、群、整数、および/またはス
テップの基本的なおよび新規な(1つまたは複数の)特性に著しい影響を及ぼさないもの
である。

本明細書で使用される、「約(about)」および「およそ(approximately)」などの程
度を表す用語は、最終結果が著しく変化しないような、修飾される用語の妥当な量の偏差
を意味する。これらの程度の用語は、この偏差が、修飾する単語の意味を否定しないと考
えられる場合、修飾された用語の少なくとも±5%または少なくとも±10%の偏差を含
むとして解釈されるべきである。

本明細書で使用される「適した」という用語は、特定の状態の選択が、行われることに
なる特定の取扱いまたは操作に依存し得るが、その選択は十分に当業者のスキルの範囲内
にあると考えられることを意味する。本明細書に記述される全ての方法は、所望の生成物
を得るのに十分な条件下で実行される。当業者なら、適用可能な場合には例えば反応時間
、反応温度、反応圧力、反応物比、流量、反応物純度、電流密度、電圧、(1つまたは複
数の)電極(1つまたは複数の)材料、濃度、pH、酸化還元電位、セル面積、使用され
る膜のタイプ、およびリサイクル速度を含めた全ての反応条件を変化させて、所望の生成
物の収量を最適化することができ、そのようにすることは当業者の範囲内であることが理
解されよう。

本明細書で使用される「電気膜プロセス」という用語は、例えば、(1つまたは複数の
)イオン交換膜と、イオン種に関する駆動力としての電位差を使用するプロセスを指す。
電気膜プロセスは、例えば、(膜)電気透析または(膜)電気分解とすることができる。
例えば、電気膜プロセスは、膜電気分解とすることができる。

本明細書で使用される「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示の方法
またはその一部(例えば、電気膜プロセス)の最中に維持されるpHの値またはpH範囲
を指す場合、この方法またはその一部の最中の時間の少なくとも75、80、85、90
、95、96、97、98、または99%にわたり、そのpHの値またはpH範囲を維持
することを指す。

本明細書で使用される「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示の方法
またはその一部(例えば、電気膜プロセス)の最中に維持される電圧の値または電圧範囲
を指す場合、この方法またはその一部の最中の時間の少なくとも75、80、85、90
、95、96、97、98、または99%にわたり、その電圧の値または電圧範囲を維持
することを指す。

本明細書で使用される「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示の方法
またはその一部(例えば、電気膜プロセス)の最中に維持される電流効率の値または電流
効率範囲を指す場合、この方法またはその一部の最中の時間の少なくとも75、80、8
5、90、95、96、97、98、または99%にわたり、その電流効率の値または電
流効率範囲を維持することを指す。

本明細書で使用される「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示のプロ
セスまたはその一部(例えば、電気膜プロセス)の最中に維持される濃度の値または濃度
範囲を指す場合、このプロセスまたはその一部の最中の時間の少なくとも75、80、8
5、90、95、96、97、98、または99%にわたり、その濃度の値または濃度範
囲を維持することを指す。

本明細書で使用される「少なくとも実質的に維持される」という表現は、本開示の方法
またはその一部(例えば、電気膜プロセス)の最中に維持される温度の値または温度範囲
を指す場合、この方法またはその一部の最中の時間の少なくとも75、80、85、90
、95、96、97、98、または99%にわたり、その温度の値または温度範囲を維持
することを指す。

本開示の方法に関する例示的な流れ図を、図1に示す。この図に具体化された方法10
は、水酸化リチウムを調製するためのものである。図1を参照すると、そこに具体化され
る方法では、β−リシア輝石のようなリチウム含有鉱などのリチウム含有材料12を、硫
酸水素リチウムおよび/または硫酸リチウムを含む水性組成物と混合して、混合物が得ら
れるようにすることができる。次いで酸焙焼および浸出ステップ14では、混合物を、硫
酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料および/または焙焼済みリチウム含有材料を得
るのに適した条件下で焙焼することができ、次いでこの材料を、硫酸リチウムを含む第1
の水性組成物のような、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性
組成物16を得るのに適した条件下で浸出させることができる。次いで硫酸リチウムおよ
び/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物16を精製18して、例えば、第1
の水性組成物中に浸出させた金属不純物または非金属不純物(例えば、Siおよびその誘
導体)の少なくとも一部を除去することができ、次いで硫酸リチウムおよび/または硫酸
水素リチウムから水酸化リチウム22への少なくとも部分的な変換に適した条件下、電気
膜プロセス20(例えば、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もし
くは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区
画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せ)に供して、硫酸リチウムおよび/ま
たは硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物24を得ることができる。次いで硫酸リチ
ウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物24を、硫酸水素リチウム
を含む水性組成物として、β−リシア輝石のようなリチウム含有鉱などのリチウム含有材
料12と混合するのに使用することにより、混合物を得ることができる。図1からわかる
ように、いくらかの過剰なHSOを添加することができる。例えば、HSOを第
2の組成物に添加することができる。例えば、HSOは、酸および硫酸水素リチウム
の供給源として第2の組成物を使用する場合、酸焙焼を実施する直前に添加することがで
きる。

例えば、精製18は、その内容が参照に組み込まれる「水酸化リチウムを調製するため
の方法(Processes for preparing lithium hydroxide)」という名称のPCT出願国際
公開第2013/159194号パンフレットに、記載されるように実施することができ
る。

本開示の方法に関する、別の例示的な流れ図を、図4に示す。そこに具体化された方法
110は、水酸化リチウムを調製するためのものであり、図1に具体化された方法10に
類似している。図4の方法におけるいくつかのステップ(112、114、116、11
8、120、122、および124)は、図1の方法で見出されるステップ(12、14
、16、18、20、22、および24)に類似している。第1の組成物(16対116
参照)および第2の組成物(24対124参照)の内容は、任意選択で僅かに変えること
ができる。例えばステップ116では、得られる第1の組成物は、硫酸リチウムおよび任
意選択で硫酸水素リチウムを含む。さらに、ステップ124で得られる第2の組成物は、
硫酸リチウムおよび任意選択で硫酸水素リチウムを含む。第1および第2の組成物の内容
の特殊性と、図1の方法と同等ではないステップ126、128、および130とを除き
、これらの2つの方法は全く同様である。分離ステップ126に関し、そのようなステッ
プは、第2の組成物を酸焙焼ステップ114で単に再使用することに代わる代替例である
ことが見出された(ステップ124と114との間の点線を参照)。分離ステップ126
では、より濃縮された酸性組成物130を得るために、水を除去する。硫酸を含むような
より濃縮された酸性組成物は、114の酸性焙焼ステップを実施するのに効率的であるこ
とが見出された。当業者なら、水を第2の組成物から除去するために、ステップ126で
様々なプロセスを使用できることが理解されよう。例えば、第2の組成物を加熱すること
ができ、第2の組成物を、膜またはカラムを経た脱水プロセスに通すことができる。第2
の組成物は、硫酸リチウムの沈殿を促し、次いで固/液分離を実施し、それによって硫酸
リチウム128を回収するために、冷却することもできる。第2の組成物には、硫酸リチ
ウム128の沈殿を促すように硫酸リチウムを播くこともできる。したがって、ステップ
126、128、および130を実現する、様々な可能性ある方法がある。図4からわか
るように、いくらか過剰なHSOを添加することができる。例えば、HSOは、
分離ステップ26を実施する直前または後に添加することができる。例えば、HSO
は、酸の供給源として酸性組成物130を使用する場合、酸焙焼114を実施する直前に
添加することができる。

例えば、第2の組成物は、そこから水を除去するために、約100℃から約135℃、
または約100℃から約125℃の温度で、分離ステップ126で加熱することができる
。それは大気圧の下でまたは真空中で実施することができる蒸留プロセスによって、実施
することができる。そのようなプロセス中、硫酸を濃縮し、最終的には酸性焙焼114で
使用することができる酸性組成物130を得ることが可能であることが観察された。さら
に、第2の組成物を加熱している間、硫酸リチウム一水和物(LiSO・HO)の
実質的に選択的な沈殿が生じたことが観察された。温度を約125または130℃よりも
低く維持する場合、無水硫酸リチウムの形成が回避されることもわかった。次いで固/液
分離を実施し、沈殿した硫酸リチウムを、例えば(LiSO・HO)としてステッ
プ128で回収することができる。後者は、無水硫酸リチウムよりも結晶質であることが
見出された。事実、一水和物は、結晶が針状の形状でありかつ水および/または酸を保持
する傾向が少ないので、回収するのが容易である。固体が硫酸リチウム一水和物である場
合、固液分離ステップを実施するのが著しく容易であった(硫酸リチウム無水物と比較し
て)。したがって回収された硫酸リチウムは、電気膜プロセス120で再使用することが
できる。

以下に提示する実施例は、非限定的なものであり、本開示の方法をより良く具体化する
のに使用される。

本開示は、リチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法であって、硫酸水素リ
チウム焙焼リチウム含有材料を、リチウム化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件
下、浸出させるステップを含む方法を、含む。

例えば、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料は:
リチウム含有材料を、硫酸水素リチウムを含む水性組成物と混合し、それによって混合
物を得るステップと;
混合物を、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下で焙焼
するステップと
を含む方法によって、調製することができる。

硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料は、例えば、リチウム含有材料を焙焼する
ための公知の手段を使用して調製することができる。硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム
含有材料を得るのに適した条件の選択は、当業者が自らの共通の一般知識に照らしてかつ
本開示を参照することによって行うことができる。例えば、リチウム含有材料を酸で焙焼
するステップを含むプロセスは、その内容が参照により組み込まれる「水酸化リチウムを
調製するための方法(Processes for preparing lithium hydroxide)」という名称のP
CT出願国際公開第2013/159194号パンフレットに開示されている。

焙焼済みリチウム含有材料は、例えば、リチウム含有材料を焙焼するための公知の手段
を使用して調製することができる。焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件の選
択は、当業者が自らの共通の一般知識に照らしてかつ本開示を参照することによって、行
うことができる。例えば、リチウム含有材料を酸で焙焼するステップを含むプロセスは、
その内容が参照により組み込まれる「水酸化リチウムを調製するための方法(Processes
for preparing lithium hydroxide)」という名称のPCT出願国際公開第2013/1
59194号パンフレットに開示されている。

例えば、硫酸水素リチウムを含む水性組成物中の硫酸水素リチウムと、リチウム含有材
料中のリチウムとのモル比は、約0.1:1から約10:1、約0.1:1から約4:1
、約0.2:1から約4:1、約0.5:1から約4:1;約1:1から約2:1、また
は約1:1とすることができる。

例えば、硫酸リチウムを含む水性組成物中の硫酸リチウムと、リチウム含有材料中のリ
チウムとのモル比は、約0.1:1から約10:1、約0.1:1から約4:1、約0.
2:1から約4:1、約0.5:1から約4:1;約1:1から約2:1、または約1:
1とすることができる。

例えば、硫酸水素リチウムを含む水性組成物は、例えば硫酸などの酸をさらに含むこと
ができる。

例えば、硫酸リチウムを含む水性組成物は、例えば硫酸などの酸をさらに含むことがで
きる。

例えば、酸は、硫酸とすることができる。

例えば、硫酸水素リチウムを含む水性組成物中の酸と、リチウム含有材料中のリチウム
とのモル比は、約0.5:1から約4:1、約1:1から約2:1、または約1.1:1
から約1.25:1とすることができる。

例えば、硫酸リチウムを含む水性組成物中の酸と、リチウム含有材料中のリチウムとの
モル比は、約0.5:1から約4:1、約1:1から約2:1、または約1.1:1から
約1.25:1とすることができる。

例えば酸は、リチウム含有材料中のリチウムの量に対し、約1%から約100%、化学
量論的に過剰に存在させることができる。

例えば酸は、リチウム含有材料中のリチウムの量に対し、約30%から約100%、化
学量論的に過剰に存在させることができる。

例えば酸は、リチウム含有材料中のリチウムの量に対し、約20%から約50%、化学
量論的に過剰に存在させることができる。

例えば酸は、リチウム含有材料中のリチウムの量に対し、約10%から約50%、化学
量論的に過剰に存在させることができる。

例えば酸は、リチウム含有材料中のリチウムの量に対し、約20%から約45%、化学
量論的に過剰に存在させることができる。

例えば酸は、リチウム含有材料中のリチウムの量に対し、約10%から約30%、化学
量論的に過剰に存在させることができる。

例えば酸は、リチウム含有材料中のリチウムの量に対し、約55%から約60%、化学
量論的に過剰に存在させることができる。

例えば、第1の水性組成物は、カリウムおよび/またはナトリウムを含むことができる

例えば、第2の水性組成物は、カリウムおよび/またはナトリウムを含むことができる

例えば、第2の水性組成物は、HSO イオンよりも少ないLiイオンを含むこと
ができる。

例えば、第2の水性組成物は、遊離HSOを含むことができる。

例えば、第2の水性組成物は、電気膜プロセス中に発生した遊離HSOを含むこと
ができる。

例えば、第2の組成物は、硫酸水素リチウムおよび硫酸を含むことができる。

例えば、第2の組成物は、硫酸リチウムおよび硫酸を含むことができる。

例えば、第2の組成物は、硫酸水素リチウム、硫酸リチウム、および硫酸を含むことが
できる。

例えば、第2の組成物は、硫酸を含むことができる。

例えば、混合物は、約150℃から約400℃の焙焼温度で焙焼することができる。例
えば、混合物は、約200℃から約350℃、約200℃から約325℃、約200℃か
ら約300℃、約250℃から約350℃、または約250℃から約300℃の焙焼温度
で焙焼することができる。例えば混合物は、約250℃または約300℃の焙焼温度で焙
焼することができる。

例えば、混合物は、約1分から約24時間にわたり、焙焼温度で焙焼することができる
。例えば混合物は、約1分から約2時間にわたり、焙焼温度で焙焼することができる。例
えば混合物は、約15分から約2時間にわたり、焙焼温度で焙焼することができる。例え
ば混合物は、約30分にわたり焙焼温度で焙焼することができる。

例えば、硫酸リチウム一水和物を、第2の組成物から実質的に選択的に沈殿させかつ/
または実質的に選択的に形成することができる。

例えば、硫酸リチウム無水物を、第2の組成物から実質的に選択的に沈殿させかつ/ま
たは実質的に選択的に形成することができる。

例えば、方法は、硫酸リチウムを第2の水性組成物から回収し、硫酸リチウムを電気膜
プロセスで再使用するステップをさらに含むことができる。

例えば、方法は、リチウム含有材料と反応させるために第2の水性組成物を使用する前
に、第2の水性組成物から硫酸リチウムを少なくとも部分的に回収し、硫酸リチウムを電
気膜プロセスで再使用するステップをさらに含むことができる。

例えば、方法は、第2の水性組成物から水を除去することによって第2の水性組成物中
の酸の濃度を増大させるステップを含むことができる。

例えば、酸の濃度を増大させるステップは、第2の水性組成物を加熱することによって
実施することができる。

例えば、酸の濃度を増大させるステップは、水性組成物を加熱することによって実施す
ることができる。

例えば、第2の水性組成物中の酸の濃度を増大させるステップは、もう少し濃縮された
酸またはより高い濃度を有するいくらかの酸を添加することによって、実施することがで
きる。

例えば、第2の水性組成物中の酸の濃度を増大させるステップは、もう少し濃縮された
酸またはより高い濃度を有するいくらかの酸を添加することによって、実施することがで
きる。

例えば、酸性組成物中の酸の濃度を増大させるステップは、もう少し濃縮された酸また
はより高い濃度を有するいくらかの酸を添加することによって、実施することができる。

例えば、第2の水性組成物は、約100℃から約135℃、約100℃から約300℃
、約100℃から約250℃、約200℃から約250℃、約105℃から約130℃、
約110℃から約130℃、約115℃から約125℃、約100℃から約125℃の温
度で加熱することができる。

例えば、酸性組成物は、約100℃から約135℃、約100℃から約300℃、約1
00℃から約250℃、約200℃から約250℃、約105℃から約130℃、約11
0℃から約130℃、約115℃から約125℃、約100℃から約125℃の温度で加
熱することができる。

例えば、水は、電気膜プロセス水性組成物を、上記にて論じた温度で加熱することによ
って除去することができる。

例えば、第2の水性組成物は、大気圧で加熱することができる。

例えば、水性組成物は、大気圧で加熱することができる。

例えば、酸の濃度を増大させるステップは、膜脱水プロセスによって実施することがで
きる。

例えば、酸の濃度を増大させるステップは、逆浸透膜プロセスによって実施することが
できる。

例えば、水を水性組成物から除去することにより、硫酸リチウム一水和物の沈殿を引き
起こすことができる。

例えば、水を水性組成物から除去するステップは、硫酸リチウム一水和物の実質的に選
択的な沈殿を引き起こすことができる。

例えば、水を水性組成物から除去するステップは、硫酸リチウム一水和物の結晶化を引
き起こすことができる。

例えば、方法は、水を水性組成物から除去することによって水性組成物中の酸の濃度を
増大させ、それによって硫酸リチウムを実質的に選択的に沈殿させるステップを含むこと
ができる。

例えば、水を第2の水性組成物から除去することにより、硫酸リチウム一水和物の沈殿
を引き起こすことができる。

例えば、水を第2の水性組成物から除去するステップは、硫酸リチウム一水和物の実質
的に選択的な沈殿を引き起こすことができる。

例えば、水を第2の水性組成物から除去するステップは、硫酸リチウム一水和物の結晶
化を引き起こすことができる。

例えば、方法は、水を第2の水性組成物から除去することによって第2の水性組成物中
の酸の濃度を増大させ、それによって硫酸リチウムを実質的に選択的に沈殿させるステッ
プを含むことができる。

例えば、方法は、固液分離を実施して硫酸リチウムを回収し、それによって硫酸リチウ
ムおよび酸性組成物を得るステップをさらに含むことができる。

例えば、固液分離は、約5℃から約150℃、約15℃から約130℃、約20℃から
約125℃、約25℃から約125℃、約20℃から約75℃、約20℃から約50℃、
または約50℃から約100℃の温度で実施することができる。

例えば、方法は、固液分離を実施して硫酸リチウムを回収し、それによって、硫酸リチ
ウム、およびリチウム含有材料と混合するために使用するのに有効な酸性水溶液を得るス
テップをさらに含むことができる。

例えば、プロセスは、硫酸リチウムを硫酸リチウム一水和物の形で第2の水性組成物か
ら回収し、硫酸リチウムを電気膜プロセスに再使用するステップを含む。

例えば、酸を、HSOとすることができる。

例えば、方法は、固液分離を実施して硫酸リチウムを回収し、それによって、硫酸リチ
ウム、およびリチウム含有材料と混合するために使用するのに有効な酸性水溶液を得るス
テップを含むことができる。

例えば、方法は、得られた硫酸リチウムを電気膜プロセスで再使用するステップをさら
に含むことができる。

例えば、第2の組成物は、酸濃度を増大させるためにさらに処理することができる。例
えば、そのような処理は、脱水膜プロセス、逆浸透膜プロセス、加熱、または酸濃度を増
大させるための任意の公知の適切な方法によって実施することができる。例えば酸性組成
物は、水を少なくとも75、少なくとも80、少なくとも85、少なくとも90、または
少なくとも95%除去するように、処理することができる。

例えば酸性組成物は、酸濃度を増大させるためにさらに処理することができる。例えば
そのような処理は、脱水膜プロセス、逆浸透膜プロセス、加熱、または酸濃度を増大させ
るための任意の公知の適切な方法によって実施することができる。例えば酸性組成物は、
水を少なくとも75、少なくとも80、少なくとも85、少なくとも90、または少なく
とも95%除去するように、処理することができる。

例えば、第2の組成物が得られたら、サイクルを終了しかつもう一度酸焙焼を実施する
前に、いくらかの新鮮なH2SOを添加することができる。

例えば、第2の組成物が得られたら、サイクルを終了しかつもう一度酸焙焼を実施する
前に、いくらかの新鮮な濃HSOを添加することができる。例えば、そのような濃H
SOは、約90%から約98%、約93%から約98%、または約95%から約98
%とすることができる。

例えば、第2の組成物中に含有される水の少なくとも70重量%は、そこから除去する
ことができ、硫酸リチウムの約30から約80重量%は、第2の組成物から結晶化によっ
て除去することができる。

リチウム含有材料は、変えることができ、適切なリチウム含有材料の選択は、当業者が
行うことができる。例えばリチウム含有材料は、リチウム含有鉱、リチウム含有化合物、
またはリサイクルされた工業用リチウム含有物とすることができる。

例えば、リチウム含有鉱は、α−リシア輝石、β−リシア輝石、レピドライト、ペグマ
タイト、ペタライト、ユークリプタイト、アンブリゴナイト、ヘクトライト、スメクタイ
ト、ジャダライト、クレイ、またはこれらの混合物を含むことができ、それらから本質的
になることができ、またはそれらからなることができる。例えば、リチウム含有鉱は、β
−リシア輝石またはジャダライトを含むことができ、それらから本質的になることができ
、またはそれらからなることができる。例えば、リチウム含有鉱は、β−リシア輝石を含
むことができ、それから本質的になることができ、またはそれからなることができる。

例えば、リチウム含有化合物は、塩化リチウム、硫酸リチウム、炭酸水素リチウム、炭
酸リチウム、硝酸リチウム、酢酸リチウム、フッ化リチウム、ステアリン酸リチウム、ク
エン酸リチウム、またはこれらの混合物を含むことができ、それらから本質的になること
ができ、またはそれらからなることができる。

例えば、リサイクルされた工業用リチウム含有物は、リチウム含有バッテリー、その他
のリチウム製品、またはそれらの派生品とすることができる。

リチウム化合物を含む水性組成物を得る条件は、変更してもよく、適切な条件の選択は
、当業者が自らの共通の一般知識に照らしてかつ本開示を参照しながら行うことができる
。例えば、酸焙焼済みリチウム含有材料を浸出させるステップを含むプロセスは、その内
容が参照により組み込まれる「水酸化リチウムを調製するための方法(Processes for pr
eparing lithium hydroxide)」という名称のPCT出願国際公開第2013/1591
94号パンフレットに開示されている。

例えば、本開示の方法において、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を水で浸
出させて、リチウム化合物を含む水性組成物を得ることができる。

例えば、焙焼し浸出させるステップは、単一装置で実施することができる。例えば、焙
焼するステップを第1の装置で実施することができ、浸出させるステップを第2の装置で
実施することができる。当業者なら、焙焼用に第1の装置を使用しかつ浸出用に第2の装
置を使用することにより、例えば、リチウム化合物を含む水性組成物の濃度の有用な制御
をもたらし得ることが理解されよう。リチウム含有材料と、硫酸水素リチウムを含む水性
組成物との混合は、第1の装置でまたは別の装置で実施することができる。

当業者なら、本開示のリチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法において、
例えばリチウム化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下で浸出され得る不純物を
、リチウム含有材料中に見出し得ることが理解されよう。したがって、リチウム含有材料
からリチウムを抽出するための方法は、方法からそのように得られたリチウム化合物を含
む水性組成物の精製を、さらに含むことができる。適切な精製条件の選択は、当業者が自
らの共通の一般知識に照らしてかつ本開示を参照しながら行うことができる。例えば、リ
チウム化合物を含む水性組成物の精製を含むプロセスは、その内容が参照により組み込ま
れる「水酸化リチウムを調製するための方法(Processes for preparing lithium hydrox
ide)」という名称のPCT出願国際公開第2013/159194号パンフレットに開
示されている。

例えば、本開示のリチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法において、リチ
ウム含有材料は、浸出可能な金属または非金属不純物をさらに含む可能性があり、リチウ
ム化合物を含む水性組成物は、浸出可能な金属不純物の少なくとも一部を、リチウム化合
物を含む水性組成物から除去するのに適した条件下で、さらに処理することができる。本
明細書で使用される「浸出可能な金属不純物」という用語は、リチウム含有材料中に存在
し、かつ本開示の方法でリチウム化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下でリチ
ウムと共に同時浸出することができる、リチウム以外の金属を指す。

本明細書で使用される「浸出可能な非金属不純物」という用語は、リチウム含有材料中
に存在し、かつ本開示の方法でリチウム化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下
でリチウムと共に同時浸出することができる、非金属化合物を指す。

例えば、浸出可能な金属不純物は、Al3+、Fe2+、Fe3+、Mg2+、Ca
、Cr2+、Cr3+、Cr6+、Mn2+、およびこれらの混合物から選択される金
属イオンをさらに含む水性組成物が得られるように、例えば、リチウム化合物を含む水性
組成物を得るのに適した条件下でリチウムと共に同時浸出することができる、アルミニウ
ム、鉄、マグネシウム、カルシウム、クロム、亜鉛、マンガン、またはこれらの混合物を
含むことができる。

例えば、「浸出可能な非金属不純物」という用語は、ケイ素または二酸化ケイ素などの
半金属を含むことができる。

例えば、リチウム化合物を含む水性組成物は、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リ
チウムを含む水性組成物とすることができる。例えば、リチウム化合物を含む水性組成物
は、硫酸リチウムを含む水性組成物とすることができる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む水性組成物中の、硫酸リ
チウムと硫酸水素リチウムとのモル比は、少なくとも約9:1にすることができる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む水性組成物中の、硫酸リ
チウムと硫酸水素リチウムとのモル比は、少なくとも約19:1にすることができる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む水性組成物中の、硫酸リ
チウムと硫酸水素リチウムとのモル比は、少なくとも約99:1にすることができる。

本開示は、水酸化リチウムを調製するための方法であって:
本開示の方法によるリチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法によって、硫
酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物を得るステップと;
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物を、硫酸リチウ
ムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適
した条件下、電気膜プロセスに供するステップと
を含む方法をさらに含む。

硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分
的な変換のための条件は、変化させてもよく、適切な条件の選択は、当業者が自らの共通
の一般知識に照らしてかつ本開示を参照しながら行うことができる。例えば、リチウム化
合物を含む組成物を電気膜プロセスに供するステップを含む、水酸化リチウムを調製する
ための方法は、参照によりそのそれぞれの内容が組み込まれる「水酸化リチウムを調製す
るための方法(Processes for preparing lithium hydroxide)」という名称のPCT出
願国際公開第2014/138933号パンフレット;「水酸化リチウムを調製するため
の方法およびシステム(Processes and systems for preparing lithium hydroxide)」
という名称の、2014年10月23日に出願された国際特許出願No.PCT/CA2
014/000769号パンフレット;および「水酸化リチウムを調製するための方法(
Processes for preparing lithium hydroxide)」という名称のPCT出願国際公開第2
013/159194号パンフレットに開示されている。

例えば、電気膜プロセス中、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物のp
Hは、酸性にすることができる。適切な酸性条件の選択は、当業者が自らの共通の一般知
識に照らしてかつ本開示を参照しながら行うことができる。例えば、リチウム化合物を含
む組成物を酸性条件下で電気膜プロセスに供するステップを含む、水酸化リチウムを調製
するための方法は、参照によりそのそれぞれの内容が組み込まれる「水酸化リチウムを調
製するための方法(Processes for preparing lithium hydroxide)」という名称のPC
T出願国際公開第2014/138933号パンフレット、および「水酸化リチウムを調
製するための方法およびシステム(Processes and systems for preparing lithium hydr
oxide)」という名称の、2014年10月23日に出願された国際特許出願No.PC
T/CA2014/000769号パンフレットに開示されている。

例えば、電気膜プロセスは、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、3区画単極または双極膜電気分解プロセス中に、pHを、約2から約4の値で少なく
とも実質的に維持することができる。

例えば、電気膜プロセスは、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、3区画単極または双極膜電気分解プロセス中に、pHを、約2または約1の値で少な
くとも実質的に維持することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの変換は、硫酸
リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物のpHが約0.1から約2.0、約0.
2から約1.5、または約0.4から約1.0の値を有するまで進行させることができる

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの変換は、硫酸
リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物のpHが約0.5から約0.7の値を有
するまで進行させることができる。

例えば、電気膜プロセス中、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物のp
Hは、塩基性にすることができる。適切な塩基性条件の選択は、当業者が自らの共通の一
般知識に照らしてかつ本開示を参照しながら、行うことができる。例えば、リチウム化合
物を含む組成物を、塩基性条件下で電気膜プロセスに供するステップを含む、水酸化リチ
ウムを調製するための方法は、参照によりその内容が組み込まれる「水酸化リチウムを調
製するための方法(Processes for preparing lithium hydroxide)」という名称のPC
T出願国際公開第2013/159194号パンフレットに開示されている。

例えば、電気膜プロセスは、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、3区画単極または双極膜電気分解プロセス中、供給組成物のpHを、少なくとも約1
0から約12の値にすることができる。

例えば、電気膜プロセスは、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、3区画単極または双極膜電気分解プロセス中、pHを、約10から約12の値で少な
くとも実質的に維持することができる。

例えば、電気膜プロセスは、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、3区画単極または双極膜電気分解プロセス中、pHを、約10.5から約12.5の
値で少なくとも実質的に維持することができる。

例えば、電気膜プロセスは、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、3区画単極または双極膜電気分解プロセス中、pHを、約11から約12の値で少な
くとも実質的に維持することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス;3区画単極
もしくは双極膜電気分解プロセス;または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと
3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含むことができる。例えば、電
気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことができる。例えば
電気膜プロセスは、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことができる。例え
ば電気膜プロセスは、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区画単極もしくは
双極膜電気分解プロセスとの組合せを含むことができる。適切な電気膜プロセスの選択は
、当業者が自らの共通の一般知識に照らしてかつ本開示を参照しながら行うことができる

例えば、リチウム化合物を含む組成物を、3区画単極または双極膜電気分解プロセスに
供するステップを含む、水酸化リチウムを調製するための方法は、参照によりそのそれぞ
れの内容が組み込まれる「水酸化リチウムを調製するための方法(Processes for prepar
ing lithium hydroxide)」という名称のPCT出願国際公開第2014/138933
号パンフレット、および「水酸化リチウムを調製するための方法(Processes for prepar
ing lithium hydroxide)」という名称のPCT出願国際公開第2013/159194
号パンフレットに開示されている。

例えば、リチウム化合物を含む組成物を、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス
と3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せに供するステップを含む、水酸
化リチウムを調製するための方法は、参照によりその内容が組み込まれる「水酸化リチウ
ムを調製するための方法およびシステム(Processes and systems for preparing lithiu
m hydroxide)」という名称の、2014年10月23日に出願された国際特許出願No
.PCT/CA2014/000769号パンフレットに開示されている。

したがって、本出願は、水酸化リチウムを調製するための方法であって:
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物を、硫酸リチウ
ムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るのに適した条件下、2
区画単極または双極膜電気分解プロセスなどの電気膜プロセスに供するステップと;
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を、本出願の硫
酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を調製するための方法で、硫酸水素リチウムを
含む水性組成物として使用するステップと
をさらに含む方法も含む。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物中の、
硫酸水素リチウムと硫酸リチウムとのモル比は、少なくとも約3:2にすることができる

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物中の、
硫酸水素リチウムと硫酸リチウムとのモル比は、少なくとも約9:1にすることができる

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物中の、
硫酸水素リチウムと硫酸リチウムとのモル比は、少なくとも約19:1にすることができ
る。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物中の、
硫酸水素リチウムと硫酸リチウムとのモル比は、少なくとも約99:1にすることができ
る。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物中の、
硫酸水素リチウムと硫酸リチウムとのモル比は、約3:2から約99:1にすることがで
きる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物中の、
硫酸水素リチウムと硫酸リチウムとのモル比は、約3:2から約19:1にすることがで
きる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物は、硫
酸水素リチウムを含むことができ、方法は、硫酸水素リチウムの少なくとも一部を硫酸リ
チウムに変換するのに適した条件下、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含
む第2の水性組成物の一部に塩基を添加するステップをさらに含むことができる。当業者
なら、本開示の方法の循環から、硫酸水素リチウムおよび任意選択で硫酸リチウムを含む
第2の水性組成物の一部をブリーディングするステップと、塩基を添加して硫酸水素リチ
ウムの少なくとも一部を硫酸リチウムに変換するステップは、例えば、過剰な硫酸水素リ
チウムがこの方法で存在する場合には、ストックを再平衡させることが理解されよう。硫
酸水素リチウムの少なくとも一部を硫酸リチウムに変換するのに適した条件の選択は、当
業者が行うことができる。例えば、塩基は、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、および
/または炭酸カルシウムを含むことができる。

例えば、本開示の方法では、硫酸カルシウムを得ることもできる。例えば、硫酸水素リ
チウムを、硫酸カルシウム沈殿物に変換することができ、この沈殿物は、濾過を用いて最
終的には精製することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、電圧は、約4Vから約5V、約3Vか
ら約6V、約2Vから約8V、約2.5Vから約4Vの値で少なくとも実質的に維持する
ことができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、電圧は、約4.5Vの値で少なくとも
実質的に維持することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、LiOH電流効率は、約30から約5
0%、約30から約40%、50%から約95%、約55%から約90%、または約65
%から約85%の値で少なくとも実質的に維持することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、LiOH電流効率は、約75%の値で
少なくとも実質的に維持することができる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物中のリ
チウム濃度は、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウ
ム約40g、溶液1リットル当たりリチウム約10gから溶液1リットル当たりリチウム
約20g、溶液1リットル当たりリチウム約5gから溶液1リットル当たりリチウム約4
0g、または溶液1リットル当たりリチウム約12gから溶液1リットル当たりリチウム
約18gの値で、少なくとも実質的に維持することができる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物中のリ
チウム濃度は、溶液1リットル当たりリチウム約30gから溶液1リットル当たりリチウ
ム約33gの値で、少なくとも実質的に維持することができる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物中のリ
チウム濃度は、溶液1リットル当たりリチウム約10gから溶液1リットル当たりリチウ
ム約20g、または溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリ
チウム約40gの値で、少なくとも実質的に維持することができる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物中のリ
チウム濃度は、溶液1リットル当たりリチウム約30gから溶液1リットル当たりリチウ
ム約33gの値で、少なくとも実質的に維持することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、約2Mから約7M、約2Mから約4M
、約1.5Mから約4.5M、約1.5Mから約7.5M、または約2.5Mから約3.
5Mの水酸化リチウムの濃度で少なくとも実質的に維持される水酸化リチウムを、水溶液
中に生成することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、約3.0Mの水酸化リチウムの濃度で
少なくとも実質的に維持される水酸化リチウムを、水溶液中に生成することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、水酸化リチウムは、約40℃から約1
00℃、または約60℃から約100℃、または約75℃から約95℃の温度で少なくと
も実質的に維持される状態で水溶液中に生成することができる。

例えば、電気膜プロセスは、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含むことがで
き、2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、水酸化リチウムは、約80℃の温度で
少なくとも実質的に維持される状態で水溶液中に生成することができる。

本開示の方法は、例えばバッチ法として操作することができる。あるいは、本開示の方
法は、半連続法または連続法として操作することができる。

例えば、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物は、硫
酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るのに適した条
件下、2区画単極または双極膜電気分解プロセスに供することができ;次いで硫酸リチウ
ムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を、例えば、本出願の硫酸水
素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を調製するための方法で使用することができ;次い
でそのように調製された硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、例えば、本出願
のリチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法で使用して、電気膜プロセスに供
することができる硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第3の水性組成物
を得ることができ;(以下同様)その結果、例えば半連続法または連続法として操作され
るようになる。

例えば、方法は、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成
物を、約30から約70%、約30から約60%、約40から約55%、約45から約5
5%、約40から約50%、または約45から約60%の変換率で、硫酸リチウムおよび
/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下、電気膜
プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成
物を得るステップと;硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組
成物を、リチウム含有材料と混合するための硫酸水素リチウムを含む水性組成物として使
用して、混合物を得るステップとを含むことができる。

そのような理論に拘泥するものではないが、出願人は、硫酸水素リチウムが、例えば本
開示の組成物中に存在する場合、電気膜プロセス中に緩衝剤として動作することができ、
それによって水酸化リチウムの調製を助けることができると考える。例えば、そのような
緩衝剤は、水酸化リチウムを調製する際に電流効率を増大させる。

第2の組成物から水を濃縮しかつ/または除去したとき(電気膜プロセス後)、硫酸リ
チウムを(硫酸リチウム一水和物の形で)実質的に選択的に沈殿させることが可能であり
、硫酸リチウムの少なくとも一部を酸(硫酸)から分離することも可能であることが観察
された。あるいは、硫酸リチウム無水物を実質的に選択的に沈殿させることが可能である

当業者なら、pH、温度、電流密度、電圧、電流効率、および濃度などであるがこれら
に限定されない本開示の方法の1つまたは複数のパラメーターを、例えば当技術分野で公
知の手段によってモニターできることが理解されよう。本開示の方法で特定のパラメータ
ーをモニターするのに適した手段の選択は、当業者が行うことができる。そのようなパラ
メーターは、当業者が自らの共通の一般知識に照らしてかつ本開示を参照しながら、維持
されかつ/または変化させることもできる。
[実施例]

硫酸水素ナトリウム焙焼試験
7つのβ−リシア輝石硫酸水素塩焙焼試験と、1つの標準酸焙焼試験を行った。試験の
目的には、リシア輝石相転移が1050℃でのベーク中に生じることを確実にし;硫酸水
素塩焙焼結果と比較するために試験データを収集し;かつ硫酸水素塩ベーク試験結果に対
する温度および/またはNaHSO濃度の影響を研究することが含まれた。

硫酸化用の反応パルプを、β−リシア輝石と、β−リシア輝石中のリチウムの量に対す
る化学量論的要件よりも30、50、または100%過剰な所望の硫酸塩剤とを混合する
ことによって、調製した。

次いで酸性混合物を、マッフル炉内で、標準条件下、炉内温度250℃または300℃
で、目標温度で30分のベーク時間、合計1.5〜2時間のベーク時間を使用してベーク
した。次いで焙焼済みβ−リシア輝石を、水浸出に供して、Li変換の程度を決定した。
様々なパラメーターを使用した試験に関する、硫酸水素塩および酸焙焼試験結果を、表1
にまとめる。

表1では、試薬として添加されたアルカリと、β−リシア輝石から抽出されかつ硫酸リ
チウムおよび硫酸ナトリウム混合物に変換されるリチウムとを、より良く識別するための
試薬として、硫酸水素ナトリウムを使用した。

表1に報告された硫酸水素塩の水浸出試験および酸焙焼試験は、硫酸および硫酸水素ナ
トリウム溶液の混合物を、焙焼プロセスにおける硫酸塩試薬として使用した場合、97.
4%の最高Li抽出%が、硫酸水素塩焙焼試験T7で実現されたことを示した。

硫酸水素塩焙焼試験T6における94.3%のLi抽出は、100%の化学量論的過剰
状態で単独硫酸塩試薬として硫酸水素塩を使用することにより実現された。

硫酸水素リチウム/硫酸水素ナトリウム焙焼試験
研究は、実施例1で記述された手順を使用して、LiHSO、NaHSO、および
SOの混合物を硫酸塩試薬として使用して実施した。次いで酸性混合物を、マッフ
ル炉内で、標準条件下、70℃の溶液、250℃から300℃の炉内温度を使用して、目
標温度で30から60分のベーク時間、合計で1.5〜2.5時間のベーク時間でベーク
した。次いで焙焼済みβ−リシア輝石を、水浸出に供して、Li変換の程度を決定した。
様々なパラメーターを使用した試験に関する、硫酸水素塩試験結果を、表2にまとめる。

表2の抽出値は、水浸出残渣および初期供給物中のLi含量に対して計算される。上記
結果から、Li抽出は、使用した酸の量と共に増大したことが明らかである。表2では、
アルファ−リシア輝石鉱抽出から得られた典型的なベータ−リシア輝石濃縮物からのアル
カリ抽出中に得られると考えられる第1の組成物をシミュレートするために、硫酸水素ナ
トリウムを、15%の質量比で硫酸水素リチウムに添加した。

第1の組成物からアルカリ水酸化物への生成試験の、累積電流効率対電荷通過変換率
いくつかの試験が行われており、それらは、LiOHを生成するための2区画膜電気分
解セルの使用に関するPCT/CA2014/000769号パンフレット(その全体が
参照により本明細書に組み込まれる。)に記載されている。PCT/CA2014/00
0769号パンフレットで図3A〜D;図4A〜D;および図5A〜Dに示されている試
験は累積されており、それを本開示の図2に示す。したがって、本開示の図2および図3
に示される試験のパラメーターは、PCT/CA2014/000769号パンフレット
で行われた試験と同一である。本開示の図2では、4kA/mに関する結果は、3kA
/mおよび5kA/mに関して得られた結果と比べた場合、予測された(電流効率に
関して)よりも低いことがわかる。4kA/mに関するこれらの結果は、おそらくは試
験中の技術的な不具合に起因する。しかし本開示の図3からわかるように(図2の場合と
同じパラメーターで行われた別の試験)、4kA/mに関する結果は、3kA/m
よび5kA/mの場合と一致するようである。本開示の図2および図3に示されるこれ
らの結果に基づいて、本開示の一実施形態は、硫酸リチウムから水酸化リチウムへの変換
を、約30から約60%、約40から約60%、約40から約50%、約40から約55
%、または約45から約55%の変換率で実施し、次いでリチウム含有材料と混合するた
めに、硫酸水素リチウムを含む水性組成物として硫酸水素リチウムを含む残りの組成物(
第2の水性組成物)を使用し、焙焼されることになる混合物を得ることとすることができ
る。

電気化学的に発生させた硫酸水素カチオンによる硫酸水素リチウム/硫酸水素ナトリウム
焙焼試験
研究は、実施例1で記述した手順を使用して、硫酸塩試薬としてLiHSO、NaH
SO、およびHSOの混合物を使用して実施した。次いで酸性混合物を、マッフル
炉内で、標準条件下、250℃の炉内温度を使用して、目標温度で30分のベーク時間、
および合計で1.5〜2.75時間のベーク時間でベークした。次いで焙焼済みβ−リシ
ア輝石を水浸出に供して、Li変換の程度を決定した。様々なパラメーターを使用した試
験に関する、硫酸水素塩試験結果を、表3にまとめる。

表3の抽出値は、水浸出残渣および初期供給物中のLi含量に対して計算される。上記
結果から、実施例2で得られたLi抽出結果と比較すると、電気化学的に発生した硫酸は
、必要とされる硫酸の過剰率を比例的に低減させることが明らかである。

プロセス溶液からの水および硫酸リチウムの除去
電気膜プロセスから得られると考えられる第2の組成物をシミュレートする様々な酸性
混合物をベースにした、焙焼試験キャンペーンに続き、リチウム含有材料と混合する前に
前述の組成物から可能な限り多くの水を除去するために、さらなる試験を行った。

混合物を加熱する場合、蒸発によって、水を選択的に除去する。そこから水が除去され
る混合物が、約118℃の沸騰温度に到達すると、沈殿物が形成されることが観察された
。図5および図6は、このプロセスから回収された、沈殿した結晶のXRD解析である。
図5は、試験07Aから回収された沈殿物の解析から得られる。図5は、沈殿物が約12
5℃から130℃よりも低い温度で形成された場合、その化学組成は本質的に硫酸リチウ
ム一水和物であることを示す。したがって、硫酸リチウム一水和物は、実質的に選択的に
沈殿しかつ/または実質的に選択的に形成される。図6は、試験04から回収された沈殿
物の解析から得られる。沈殿が少なくとも約125℃から130℃の温度で行われた場合
、沈殿物の少なくとも一部は脱水され、それによって硫酸リチウム無水物が形成されるこ
とを示す。そのような加熱の継続は、硫酸リチウム無水物の実質的な沈殿および/または
形成をもたらすことができる。

水溶液中の実質的に純粋な硫酸リチウムの、予測される挙動に反して、濃縮された酸性
混合物が冷却された場合、硫酸リチウム一水和物の回収は劇的に増大することも観察され
た。2つの独立した実験室で発生したデータを提示する、表5および表6に示されるよう
に、例えば溶液が冷却される温度に応じて、硫酸リチウムの約35%から約80%を硫酸
リチウム一水和物として分離することができる。図7は、表5のデータに基づき、質量ベ
ースで、大気圧で除去された水の関数として、分離ステップでの硫酸リチウム回収効率を
示す。この図から、および表5の最終沸騰温度から、硫酸リチウムのほとんどが、その一
水和物の形で130℃よりも低い温度で沈殿することが明らかである。

酸性硫酸リチウム水溶液に関する非常に少ない文献からは予想されることのないこの現
象は、本開示の文脈において操作上の利点を示すことがわかる。事実、電気膜プロセスに
直接リサイクルすることができ、これはリチウム含有材料から得られる主流への、この非
常に高い純度のまたは実質的に純粋な原材料の添加から、利益が得られるものである。

これらの試験から、試験07Aから得られた第2の組成物(組成物A)は、リチウム含
有材料の焙焼に関して試験されるべきことが決定された。

この組成物に基づき、より多くの水を除去するために第2の蒸発ステップを試験した(
07B)。試験07Aは、約200℃の沸騰温度に到達するまでさらに蒸発させた(組成
物B)。

当業者なら、種々の温度での硫酸リチウムの回収に伴うエネルギーコストに関し、除去
される水、電気膜プロセスでリサイクルされるリチウム、および下流の焙焼プロセスの効
率の間にトレードオフがあることが理解されよう。例えば、ある条件下では、加熱に関す
るコストが著しく高くなる可能性があり、したがって、可能な限り多くの熱を回収するこ
とができるようにするために、濾過をより高い温度で有利に実施することになる。しかし
、エネルギーコストが許容されると、より高いパーセンテージの硫酸リチウムを沈殿させ
るために、より低い温度で固液温度を実施することが可能になる。

処理済み副生成物による焙焼試験
研究は、実施例1で記述された手順を使用して、硫酸塩試薬として実施例5で決定され
た組成物Aおよび組成物Bを使用して実施した。次いで酸性混合物を、マッフル炉内で、
標準条件下、250℃の炉内温度を使用して、目標温度で30分のベーク時間でベークし
た。次いで焙焼済みβ−リシア輝石を水浸出に供して、Li変換の程度を決定した。様々
な組成物および化学量論的過剰率を使用した試験に関し、焙焼試験結果を表7にまとめる

表7の抽出値は、水浸出残渣および初期供給物中のLi含量に対して計算される。

上記結果から、実施例2および4で得られたLi抽出結果と比較すると、組成物Aは、
類似の性能を示すがそれと共に実施例5で述べたように硫酸リチウムを電気膜プロセスに
直接リサイクルするという利益を有することが明らかである。

上記結果から、実施例2および4で得られたLi抽出結果と比較すると、組成物Bは、
より良好な性能を示すがそれと共に実施例5で述べたように硫酸リチウムを電気膜プロセ
スに直接リサイクルするという利益を有することが明らかである。

全ての刊行物、特許、および特許出願は、個々の刊行物、特許、または特許出願のそれ
ぞれが、参照によりその全体が特別にかつ個別に組み込まれることが示されるかのように
同程度まで、その全体を参照により本明細書に組み込む。本開示における用語が、参照に
より本明細書に組み込まれる文書で異なって定義されることが見出された場合、本明細書
に提示された定義が、その用語に関する定義としての役割をするものとする。

10 方法
12 リチウム含有材料
14 酸焙焼および浸出ステップ
16 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物
18 精製
20 電気膜プロセス
22 水酸化リチウム
24 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物
110 方法
112 リチウム含有材料
114 酸焙焼および浸出ステップ
116 硫酸リチウムを含む第1の水性組成物
118 精製
120 電気膜プロセス
122 水酸化リチウム
124 硫酸リチウムを含む第2の水性組成物
126 分離ステップ
128 硫酸リチウム
130 酸性組成物

本開示は以下の[1]から[133]を含む。
[1]水酸化リチウムを調製するための方法であって、
リチウム含有材料を、硫酸リチウムを任意選択で含む酸性水性組成物と混合し、それによって混合物を得るステップと、
上記混合物を、焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下、焙焼するステップと、
上記焙焼済み材料を、硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を得るのに適した条件下、浸出させるステップと、
硫酸リチウムを含む上記第1の水性組成物を、上記硫酸リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、
上記第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと、
硫酸リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸リチウムを任意選択で含む上記酸性水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップと
を含む方法。
[2]上記酸が、上記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約10%から約100%、化学量論的に過剰に存在する、上記[1]に記載の方法。
[3]上記酸が、上記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約10%から約40%、約20%から約40%、または約55%から約60%、化学量論的に過剰に存在する、上記[1]に記載の方法。
[4]上記混合物が、約150℃から約400℃の焙焼温度で焙焼される、上記[1]から[3]のいずれか一項に記載の方法。
[5]上記混合物が、約200℃から約300℃の焙焼温度で焙焼される、上記[1]から[3]のいずれか一項に記載の方法。
[6]上記混合物が、上記焙焼温度で、約10分から約24時間にわたり焙焼される、上記[1]から[5]のいずれか一項に記載の方法。
[7]上記混合物が、上記焙焼温度で、約15分から約2時間にわたり焙焼される、上記[1]から[5]のいずれか一項に記載の方法。
[8]上記リチウム含有材料が、リチウム含有鉱である、上記[1]から[7]のいずれか一項に記載の方法。
[9]上記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石またはジャダライトを含む、上記[8]に記載の方法。
[10]上記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石を含む、上記[8]に記載の方法。
[11]上記焙焼済みリチウム含有材料が水で浸出されて、上記硫酸リチウムを含む上記第1の水性組成物が得られる、上記[1]から[10]のいずれか一項に記載の方法。
[12]上記リチウム含有材料が、浸出可能な金属不純物をさらに含み、硫酸リチウムを含む上記第1の水性組成物が、上記浸出可能な金属不純物の少なくとも一部を、上記硫酸リチウムを含む上記第1の水性組成物から除去するのに適した条件下でさらに処理される、上記[1]から[11]のいずれか一項に記載の方法。
[13]水酸化リチウムを調製するための方法であって、
硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を、上記硫酸リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、
上記第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと、
硫酸リチウムを含む上記第2の水性組成物を、リチウム含有材料と反応させるために使用するステップと
を含む方法。
[14]硫酸リチウムを上記第2の水性組成物から回収し、上記硫酸リチウムを上記電気膜プロセスで再使用するステップをさらに含む、上記[1]から[13]のいずれか一項に記載の方法。
[15]上記第2の水性組成物を、上記リチウム含有材料と反応させるために使用する前に、硫酸リチウムを上記第2の水性組成物から少なくとも部分的に回収し、上記硫酸リチウムを上記電気膜プロセスで再使用するステップをさらに含む、上記[1]から[13]のいずれか一項に記載の方法。
[16]水酸化リチウムを調製するための方法であって、
硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を、上記硫酸リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、
上記第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと、
硫酸リチウムを上記第2の水性組成物から回収し、それを上記電気膜プロセスで再使用するステップと
を含む方法。
[17]上記第2の水性組成物中の酸の濃度を、上記第2の水性組成物から水を除去することによって増大させるステップを含む、上記[1]から[16]のいずれか一項に記載の方法。
[18]上記酸の濃度を増大させるステップが、上記第2の水性組成物を加熱することによって実施される、上記[17]に記載の方法。
[19]上記第2の水性組成物が、約100℃から約300℃の温度で加熱される、上記[18]に記載の方法。
[20]上記第2の水性組成物が、約110℃から約130℃の温度で加熱される、上記[18]に記載の方法。
[21]上記第2の水性組成物が、約115℃から約125℃の温度で加熱される、上記[18]に記載の方法。
[22]上記第2の水性組成物が、減圧下または真空中で加熱される、上記[19]から[21]のいずれか一項に記載の方法。
[23]上記第2の水性組成物が、大気圧で加熱される、上記[19]から[21]のいずれか一項に記載の方法。
[24]上記酸の濃度を増大させるステップが、膜脱水プロセスによって、逆浸透膜プロセスによって、またはいくらかの酸を添加することによって実施される、上記[17]に記載の方法。
[25]水を上記第2の水性組成物から除去するステップが、硫酸リチウム一水和物の沈殿を引き起こす、上記[17]から[24]のいずれか一項に記載の方法。
[26]水を上記第2の水性組成物から除去するステップが、硫酸リチウム一水和物の実質的に選択的な沈殿を引き起こす、上記[17]から[24]のいずれか一項に記載の方法。
[27]水を上記第2の水性組成物から除去するステップが、硫酸リチウム一水和物の結晶化を引き起こす、上記[17]から[24]のいずれか一項に記載の方法。
[28]水を上記第2の水性組成物から除去することによって、上記第2の水性組成物中の酸の濃度を増大させ、それによって硫酸リチウムを実質的に選択的に沈殿させるステップを含む、上記[1]から[16]のいずれか一項に記載の方法。
[29]固液分離を実施して(例えば、約15℃から約130℃、または約25℃から約125℃の温度で)、上記硫酸リチウムを回収し、それによって上記硫酸リチウムおよび酸性組成物を得るステップをさらに含む、上記[25]から[28]のいずれか一項に記載の方法。
[30]固液分離を実施して(例えば、約15℃から約130℃、または約25℃から約125℃の温度で)、上記硫酸リチウムを回収し、それによって、上記硫酸リチウム、およびリチウム含有材料と混合するために使用するのに有効な酸性水溶液を得るステップをさらに含む、上記[25]から[28]のいずれか一項に記載の方法。
[31]上記プロセスが、硫酸リチウムを硫酸リチウム一水和物の形で上記第2の水性組成物から回収し、上記硫酸リチウムを上記電気膜プロセスで再使用するステップを含む、上記[1]から[30]のいずれか一項に記載の方法。
[32]上記酸がH SO である、上記[1]から[31]のいずれか一項に記載の方法。
[33]硫酸リチウムを含む電気膜プロセス水性組成物を処理するための方法であって、上記プロセスが、硫酸リチウム一水和物を実質的に選択的に沈殿させるのに適した条件下、水を上記電気膜プロセス水性組成物から除去するステップを含む方法。
[34]水が、上記電気膜プロセス水性組成物を約100℃から約125℃または約100℃から約135℃の温度で加熱することによって除去される、上記[33]に記載の方法。
[35]上記第2の水性組成物が、大気圧で加熱される、上記[34]に記載の方法。
[36]上記酸の濃度を増大させるステップが、膜脱水プロセスによって実施される、上記[33]に記載の方法。
[37]固液分離を実施して(例えば、約15℃から約130℃、または約25℃から約125℃の温度で)、上記硫酸リチウムを回収し、それによって上記硫酸リチウムおよび酸性組成物を得るステップをさらに含む、上記[33]から[36]のいずれか一項に記載の方法。
[38]固液分離を実施して(例えば、約15℃から約130℃、または約25℃から約125℃の温度で)、上記硫酸リチウムを回収し、それによって、上記硫酸リチウム、およびリチウム含有材料と混合するために使用するのに有効な酸性水溶液を得るステップをさらに含む、上記[33]から[36]のいずれか一項に記載の方法。
[39]上記得られた硫酸リチウムを上記電気膜プロセスで再使用するステップをさらに含む、上記[33]から[38]のいずれか一項に記載の方法。
[40]アルカリ含有材料からアルカリを抽出するための方法であって、アルカリ硫酸水素塩焙焼済みアルカリ含有材料を、アルカリ化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下で浸出させるステップを含む方法。
[41]リチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法であって、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、リチウム化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下で浸出させるステップを含む方法。
[42]上記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料が、
上記リチウム含有材料を、硫酸水素リチウムを含む水性組成物と混合し、それによって混合物を得るステップと、
上記混合物を、上記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下で焙焼するステップと
を含む方法によって調製される、上記[39]に記載の方法。
[43]硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物中の上記硫酸水素リチウムと、上記リチウム含有材料中のリチウムとのモル比が、約0.5:1から約4:1である、上記[40]に記載の方法。
[44]硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物が、硫酸をさらに含む、上記[41]から[43]のいずれか一項に記載の方法。
[45]硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物中の上記硫酸と、上記リチウム含有材料中のリチウムとのモル比が、約0.5:1から約4:1である、上記[44]に記載の方法。
[46]上記硫酸が、上記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約10%から約40%、約20%から約40%、または約55%から約60%、化学量論的に過剰に存在する、上記[44]に記載の方法。
[47]上記混合物が、約200℃から約325℃の焙焼温度で焙焼される、上記[42]から[46]のいずれか一項に記載の方法。
[48]上記混合物が、約10分から約24時間にわたり、上記焙焼温度で焙焼される、上記[42]から[47]のいずれか一項に記載の方法。
[49]上記リチウム含有材料が、リチウム含有鉱である、上記[41]から[48]のいずれか一項に記載の方法。
[50]上記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石またはジャダライトを含む、上記[49]に記載の方法。
[51]上記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料が水で浸出されて、上記リチウム化合物を含む上記水性組成物が得られる、上記[41]から[50]のいずれか一項に記載の方法。
[52]上記リチウム含有材料が、浸出可能な金属不純物をさらに含み、リチウム化合物を含む上記水性組成物が、上記浸出可能な金属不純物の少なくとも一部を、リチウム化合物を含む上記水性組成物から除去するのに適した条件下でさらに処理される、上記[41]から[51]のいずれか一項に記載の方法。
[53]リチウム化合物を含む上記水性組成物が、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む水性組成物である、上記[41]から[52]のいずれか一項に記載の方法。
[54]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物が、硫酸リチウムを含む水性組成物である、上記[53]に記載の方法。
[55]水酸化リチウムを調製するための方法であって、
上記[40]から[54]のいずれか一項による、リチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法によって、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物を得るステップと、
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供するステップと
を含む方法。
[56]上記電気膜プロセス中、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物のpHが酸性である、上記[1]から[39]および[55]のいずれか一項に記載の方法。
[57]上記電気膜プロセスが、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、上記[1]から[39]および[55]のいずれか一項に記載の方法。
[58]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、上記[56]に記載の方法。
[59]上記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、上記[56]に記載の方法。
[60]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスと3区画単極または双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、上記[56]に記載の方法。
[61]上記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記3区画単極または双極膜電気分解プロセス中に、上記pHが、約2から約4の値で少なくとも実質的に維持される、上記[56]に記載の方法。
[62]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの変換は、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物の上記pHが約0.1から約2.0、約0.2から約1.0、または約0.4から約1.0の値を有するまで進行する、上記[56]に記載の方法。
[63]上記電気膜プロセス中、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物のpHが塩基性である、上記[1]から[39]および[55]のいずれか一項に記載の方法。
[64]上記電気膜プロセスが、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、上記[63]に記載の方法。
[65]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、上記[63]に記載の方法。
[66]上記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、上記[63]に記載の方法。
[67]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスと3区画単極または双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、上記[63]に記載の方法。
[68]上記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記3区画単極または双極膜電気分解プロセス中、上記pHが約10から約12の値でまたは約10.5から約12.5の値で少なくとも実質的に維持される、上記[63]に記載の方法。
[69]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適した条件下、上記電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、
上記[42]による方法において、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を使用するステップと
を含む、上記[55]から[68]のいずれか一項に記載の方法。
[70]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るのに適した条件下、2区画単極または双極膜電気分解プロセスに供するステップと、
上記[42]による方法において、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を使用するステップと
を含む、上記[69]に記載の方法。
[71]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物中の上記硫酸水素リチウムと上記硫酸リチウムとのモル比が、少なくとも約3:2、少なくとも約9:1、少なくとも約19:1、または少なくとも約99:1である、上記[69または70]に記載の方法。
[72]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物中の上記硫酸水素リチウムと上記硫酸リチウムとのモル比が、約3:2から約99:1である、上記[60]または[70]に記載の方法。
[73]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物が、硫酸水素リチウムを含み、上記方法が、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物の一部に、上記硫酸水素リチウムの少なくとも一部を硫酸リチウムに変換するのに適した条件下で塩基を添加するステップをさらに含む、上記[69]から[72]のいずれか一項に記載の方法。
[74]上記塩基が、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、および/または炭酸カルシウムを含む、上記[73]に記載の方法。
[75]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、電圧が、約4Vから約5Vの値で少なくとも実質的に維持される、上記[1]から[39]および[55]から[74]のいずれか一項に記載の方法。
[76]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、LiOH電流効率が、約65%から約85%の値で少なくとも実質的に維持される、上記[1]から[39]および[55]から[74]のいずれか一項に記載の方法。
[77]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物中のリチウム濃度が、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウム約40gの値で、または溶液1リットル当たりリチウム約30gから溶液1リットル当たりリチウム約33gの値で、少なくとも実質的に維持される、上記[1]から[39]および[55]から[76]のいずれか一項に記載の方法。
[78]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物中のリチウム濃度が、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウム約40g、溶液1リットル当たりリチウム約10gから溶液1リットル当たりリチウム約20g、溶液1リットル当たりリチウム約5gから溶液1リットル当たりリチウム約40g、または溶液1リットル当たりリチウム約12gから溶液1リットル当たりリチウム約18gの値で、少なくとも実質的に維持される、上記[1]から[39]および[69]から[76]のいずれか一項に記載の方法。
[79]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、上記水酸化リチウムは、約2Mから約7M、約2Mから約4M、または約2.5Mから約3.5Mの水酸化リチウム濃度で少なくとも実質的に維持される水溶液中で生成される、上記[1]から[39]および[55]から[64]のいずれか一項に記載の方法。
[80]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、上記水酸化リチウムは、約40℃から約100℃、または約60℃から約100℃の温度で少なくとも実質的に維持される水溶液中で生成される、上記[79]に記載の方法。
[81]水酸化リチウムを調製するための方法であって、
リチウム含有材料を、硫酸水素リチウムを含む水性組成物と混合し、それによって混合物を得るステップと、
上記混合物を、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下で焙焼するステップと、
上記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組成物を得るのに適した条件下で浸出させるステップと、
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップと
を含む方法。
[82]硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物中の上記硫酸水素リチウムと、上記リチウム含有材料中のリチウムとのモル比が、約0.5:1から約4:1である、上記[81]に記載の方法。
[83]硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物中の上記硫酸水素リチウムと、上記リチウム含有材料中のリチウムとのモル比が、約1:1から約2:1である、上記[81]に記載の方法。
[84]硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物が、硫酸をさらに含む、上記[81]から[83]のいずれか一項に記載の方法。
[85]硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物中の上記硫酸と、上記リチウム含有材料中のリチウムとのモル比が、約0.5:1から約4:1、約1:1から約2:1、または約1.1:1から約1.25:1である、上記[84]に記載の方法。
[86]上記硫酸が、上記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約30%から約100%、化学量論的に過剰に存在する、上記[85]に記載の方法。
[87]上記硫酸が、上記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約55%から約60%、化学量論的に過剰に存在する、上記[85]に記載の方法。
[88]上記混合物が、約150℃から約400℃、または約200℃から約350℃の焙焼温度で焙焼される、上記[81]から[87]のいずれか一項に記載の方法。
[89]上記混合物が、上記焙焼温度で、約10分から約24時間にわたり焙焼される、上記[88]に記載の方法。
[90]上記リチウム含有材料が、リチウム含有鉱である、上記[81]から[89]のいずれか一項に記載の方法。
[91]上記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石またはジャダライトを含む、上記[90]に記載の方法。
[92]上記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石を含む、上記[90]に記載の方法。
[93]上記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料が水で浸出されて、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物が得られる、上記[81]から[92]のいずれか一項に記載の方法。
[94]上記リチウム含有材料が、浸出可能な金属不純物をさらに含み、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物が、上記浸出可能な金属不純物の少なくとも一部を、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物から除去するのに適した条件下でさらに処理される、上記[81]から[93]のいずれか一項に記載の方法。
[95]上記電気膜プロセス中、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物のpHが酸性である、上記[1]から[39]および[94]のいずれか一項に記載の方法。
[96]上記電気膜プロセスが、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、上記[95]に記載の方法。
[97]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、上記[95]に記載の方法。
[98]上記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、上記[95]に記載の方法。
[99]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスと3区画単極または双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、上記[95]に記載の方法。
[100]上記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記3区画単極または双極膜電気分解プロセス中に、上記pHが、約2から約4の値で少なくとも実質的に維持される、上記[95]に記載の方法。
[101]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの変換は、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物の上記pHが、約0.1から約2.0、約0.2から約1.5、または約0.4から約1.0の値を有するまで進行する、上記[95]に記載の方法。
[102]上記電気膜プロセス中、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物のpHが塩基性である、上記[1]から[39]および[95]のいずれか一項に記載の方法。
[103]上記電気膜プロセスが、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、上記[102]に記載の方法。
[104]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、上記[102]に記載の方法。
[105]上記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、上記[102]に記載の方法。
[106]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスと3区画単極または双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、上記[102]に記載の方法。
[107]上記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記3区画単極または双極膜電気分解プロセス中、上記pHが約10から約12の値でまたは約10.5から約12.5の値で少なくとも実質的に維持される、上記[102]に記載の方法。
[108]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物が、硫酸リチウムを含む水性組成物である、上記[81]から[107]のいずれか一項に記載の方法。
[109]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物中の上記硫酸リチウムと上記硫酸水素リチウムとのモル比が、少なくとも約9:1、少なくとも約19:1、または少なくとも約99:1である、上記[81]から[107]のいずれか一項に記載の方法。
[110]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物中の上記硫酸水素リチウムと上記硫酸リチウムとのモル比が、少なくとも約3:2、少なくとも約9:1、少なくとも約19:1、または少なくとも約99:1である、上記[81]から[109]のいずれか一項に記載の方法。
[111]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物が、硫酸水素リチウムを含み、上記方法が、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物の一部に、上記硫酸水素リチウムの少なくとも一部を硫酸リチウムに変換するのに適した条件下で塩基を添加するステップをさらに含む、上記[81]から[110]のいずれか一項に記載の方法。
[112]上記塩基が水酸化カルシウムを含む、上記[111]に記載の方法。
[113]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、電圧が、約4Vから約5Vの値で少なくとも実質的に維持される、上記[1]から[39]および[81]から[112]のいずれか一項に記載の方法。
[114]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、LiOH電流効率が、約30から約50%、約30から約40%、50%から約95%、約55%から約90%、または約65%から約85%の値で少なくとも実質的に維持される、上記[1]から[39]および[81]から[112]のいずれか一項に記載の方法。
[115]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物中のリチウム濃度が、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウム約40gの値で、少なくとも実質的に維持される、上記[81]から[114]のいずれか一項に記載の方法。
[116]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物中のリチウム濃度が、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウム約40g、溶液1リットル当たりリチウム約10gから溶液1リットル当たりリチウム約20g、溶液1リットル当たりリチウム約5gから溶液1リットル当たりリチウム約40g、または溶液1リットル当たりリチウム約12gから溶液1リットル当たりリチウム約18gの値で、少なくとも実質的に維持される、上記[81]から[115]のいずれか一項に記載の方法。
[117]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、上記水酸化リチウムは、約2Mから約7M、約2Mから約4M、または約2.5Mから約3.5Mの水酸化リチウム濃度で少なくとも実質的に維持される水溶液中で生成される、上記[81]から[116]のいずれか一項に記載の方法。
[118]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、上記水酸化リチウムは、約3.0Mの水酸化リチウム濃度で少なくとも実質的に維持される水溶液中で生成される、上記[81]から[116]のいずれか一項に記載の方法。
[119]上記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、上記2区画単極または双極膜電気分解プロセス中、上記水酸化リチウムは、約60℃から約100℃の温度で少なくとも実質的に維持される水溶液中で生成される、上記[117または118]に記載の方法。
[120]上記リチウム含有材料を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物と混合し、それによって上記混合物を得るステップと、
上記混合物を、上記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下、焙焼するステップと、
上記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を得るのに適した条件下、浸出させるステップと、
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を精製するステップと、
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記精製された第1の水性組成物を、上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な変換に適した条件下、上記電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を得るステップと、
硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップと
を含む、上記[81]から[119]のいずれか一項に記載の方法。
[121]上記焙焼するステップおよび上記浸出させるステップが、単一装置内で実施される、上記[1]から[39]および[42]から[120]のいずれか一項に記載の方法。
[122]上記焙焼するステップが第1の装置内で実施され、上記浸出させるステップが第2の装置内で実施される、上記[1]から[39]および[42]から[120]のいずれか一項に記載の方法。
[123]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を、約30から約60%の変換率で上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップとを含む、上記[1]から[122]のいずれか一項に記載の方法。
[124]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を、約40から約60%の変換率で上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップとを含む、上記[1]から[122]のいずれか一項に記載の方法。
[125]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を、約45から約55%の変換率で上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップとを含む、上記[1]から[122]のいずれか一項に記載の方法。
[126]硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第1の水性組成物を、約40から約50%の変換率で上記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップとを含む、上記[1]から[122]のいずれか一項に記載の方法。
[127]硫酸リチウムを含む上記第1の水性組成物を、約30から約60%の変換率で上記硫酸リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップとを含む、上記[1]から[122]のいずれか一項に記載の方法。
[128]硫酸リチウムを含む上記第1の水性組成物を、約40から約60%の変換率で上記硫酸リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップとを含む、上記[1]から[122]のいずれか一項に記載の方法。
[129]硫酸リチウムを含む上記第1の水性組成物を、約45から約55%の変換率で上記硫酸リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップとを含む、上記[1]から[122]のいずれか一項に記載の方法。
[130]硫酸リチウムを含む上記第1の水性組成物を、約40から約50%の変換率で上記硫酸リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸水素リチウムを含む上記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む上記水性組成物として使用して、上記リチウム含有材料と混合し、上記混合物を得るステップとを含む、上記[1]から[122]のいずれか一項に記載の方法。
[131]上記電気膜プロセスが、2区画膜電気分解プロセスで実施される、上記[1]から[130]のいずれか一項に記載の方法。
[132]上記電気膜プロセスが、電気分解プロセスである、上記[1]から[130]のいずれか一項に記載の方法。
[133]上記電気膜プロセスが、電気透析プロセスである、上記[1]から[131]のいずれか一項に記載の方法。
本開示の態様によれば、リチウムをリチウム含有材料から抽出するための方法であって、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、リチウム化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下、浸出させるステップを含む方法が提供される。

Claims (133)

  1. 水酸化リチウムを調製するための方法であって、
    リチウム含有材料を、硫酸リチウムを任意選択で含む酸性水性組成物と混合し、それに
    よって混合物を得るステップと、
    前記混合物を、焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下、焙焼するステップ
    と、
    前記焙焼済み材料を、硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を得るのに適した条件下、
    浸出させるステップと、
    硫酸リチウムを含む前記第1の水性組成物を、前記硫酸リチウムから水酸化リチウムへ
    の少なくとも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含
    む第2の水性組成物を得るステップと、
    前記第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと、
    硫酸リチウムを含む前記第2の水性組成物を、硫酸リチウムを任意選択で含む前記酸性
    水性組成物として使用して、前記リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステップ

    を含む方法。
  2. 前記酸が、前記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約10%から約100%、
    化学量論的に過剰に存在する、請求項1に記載の方法。
  3. 前記酸が、前記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約10%から約40%、約
    20%から約40%、または約55%から約60%、化学量論的に過剰に存在する、請求
    項1に記載の方法。
  4. 前記混合物が、約150℃から約400℃の焙焼温度で焙焼される、請求項1から3の
    いずれか一項に記載の方法。
  5. 前記混合物が、約200℃から約300℃の焙焼温度で焙焼される、請求項1から3の
    いずれか一項に記載の方法。
  6. 前記混合物が、前記焙焼温度で、約10分から約24時間にわたり焙焼される、請求項
    1から5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 前記混合物が、前記焙焼温度で、約15分から約2時間にわたり焙焼される、請求項1
    から5のいずれか一項に記載の方法。
  8. 前記リチウム含有材料が、リチウム含有鉱である、請求項1から7のいずれか一項に記
    載の方法。
  9. 前記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石またはジャダライトを含む、請求項8に記載の
    方法。
  10. 前記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石を含む、請求項8に記載の方法。
  11. 前記焙焼済みリチウム含有材料が水で浸出されて、前記硫酸リチウムを含む前記第1の
    水性組成物が得られる、請求項1から10のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記リチウム含有材料が、浸出可能な金属不純物をさらに含み、硫酸リチウムを含む前
    記第1の水性組成物が、前記浸出可能な金属不純物の少なくとも一部を、前記硫酸リチウ
    ムを含む前記第1の水性組成物から除去するのに適した条件下でさらに処理される、請求
    項1から11のいずれか一項に記載の方法。
  13. 水酸化リチウムを調製するための方法であって、
    硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を、前記硫酸リチウムから水酸化リチウムへの少
    なくとも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含む第
    2の水性組成物を得るステップと、
    前記第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと、
    硫酸リチウムを含む前記第2の水性組成物を、リチウム含有材料と反応させるために使
    用するステップと
    を含む方法。
  14. 硫酸リチウムを前記第2の水性組成物から回収し、前記硫酸リチウムを前記電気膜プロ
    セスで再使用するステップをさらに含む、請求項1から13のいずれか一項に記載の方法
  15. 前記第2の水性組成物を、前記リチウム含有材料と反応させるために使用する前に、硫
    酸リチウムを前記第2の水性組成物から少なくとも部分的に回収し、前記硫酸リチウムを
    前記電気膜プロセスで再使用するステップをさらに含む、請求項1から13のいずれか一
    項に記載の方法。
  16. 水酸化リチウムを調製するための方法であって、
    硫酸リチウムを含む第1の水性組成物を、前記硫酸リチウムから水酸化リチウムへの少
    なくとも部分的な変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムを含む第
    2の水性組成物を得るステップと、
    前記第2の水性組成物中の酸の濃度を任意選択で増大させるステップと、
    硫酸リチウムを前記第2の水性組成物から回収し、それを前記電気膜プロセスで再使用
    するステップと
    を含む方法。
  17. 前記第2の水性組成物中の酸の濃度を、前記第2の水性組成物から水を除去することに
    よって増大させるステップを含む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
  18. 前記酸の濃度を増大させるステップが、前記第2の水性組成物を加熱することによって
    実施される、請求項17に記載の方法。
  19. 前記第2の水性組成物が、約100℃から約300℃の温度で加熱される、請求項18
    に記載の方法。
  20. 前記第2の水性組成物が、約110℃から約130℃の温度で加熱される、請求項18
    に記載の方法。
  21. 前記第2の水性組成物が、約115℃から約125℃の温度で加熱される、請求項18
    に記載の方法。
  22. 前記第2の水性組成物が、減圧下または真空中で加熱される、請求項19から21のい
    ずれか一項に記載の方法。
  23. 前記第2の水性組成物が、大気圧で加熱される、請求項19から21のいずれか一項に
    記載の方法。
  24. 前記酸の濃度を増大させるステップが、膜脱水プロセスによって、逆浸透膜プロセスに
    よって、またはいくらかの酸を添加することによって実施される、請求項17に記載の方
    法。
  25. 水を前記第2の水性組成物から除去するステップが、硫酸リチウム一水和物の沈殿を引
    き起こす、請求項17から24のいずれか一項に記載の方法。
  26. 水を前記第2の水性組成物から除去するステップが、硫酸リチウム一水和物の実質的に
    選択的な沈殿を引き起こす、請求項17から24のいずれか一項に記載の方法。
  27. 水を前記第2の水性組成物から除去するステップが、硫酸リチウム一水和物の結晶化を
    引き起こす、請求項17から24のいずれか一項に記載の方法。
  28. 水を前記第2の水性組成物から除去することによって、前記第2の水性組成物中の酸の
    濃度を増大させ、それによって硫酸リチウムを実質的に選択的に沈殿させるステップを含
    む、請求項1から16のいずれか一項に記載の方法。
  29. 固液分離を実施して(例えば、約15℃から約130℃、または約25℃から約125
    ℃の温度で)、前記硫酸リチウムを回収し、それによって前記硫酸リチウムおよび酸性組
    成物を得るステップをさらに含む、請求項25から28のいずれか一項に記載の方法。
  30. 固液分離を実施して(例えば、約15℃から約130℃、または約25℃から約125
    ℃の温度で)、前記硫酸リチウムを回収し、それによって、前記硫酸リチウム、およびリ
    チウム含有材料と混合するために使用するのに有効な酸性水溶液を得るステップをさらに
    含む、請求項25から28のいずれか一項に記載の方法。
  31. 前記プロセスが、硫酸リチウムを硫酸リチウム一水和物の形で前記第2の水性組成物か
    ら回収し、前記硫酸リチウムを前記電気膜プロセスで再使用するステップを含む、請求項
    1から30のいずれか一項に記載の方法。
  32. 前記酸がHSOである、請求項1から31のいずれか一項に記載の方法。
  33. 硫酸リチウムを含む電気膜プロセス水性組成物を処理するための方法であって、前記プ
    ロセスが、硫酸リチウム一水和物を実質的に選択的に沈殿させるのに適した条件下、水を
    前記電気膜プロセス水性組成物から除去するステップを含む方法。
  34. 水が、前記電気膜プロセス水性組成物を約100℃から約125℃または約100℃か
    ら約135℃の温度で加熱することによって除去される、請求項33に記載の方法。
  35. 前記第2の水性組成物が、大気圧で加熱される、請求項34に記載の方法。
  36. 前記酸の濃度を増大させるステップが、膜脱水プロセスによって実施される、請求項3
    3に記載の方法。
  37. 固液分離を実施して(例えば、約15℃から約130℃、または約25℃から約125
    ℃の温度で)、前記硫酸リチウムを回収し、それによって前記硫酸リチウムおよび酸性組
    成物を得るステップをさらに含む、請求項33から36のいずれか一項に記載の方法。
  38. 固液分離を実施して(例えば、約15℃から約130℃、または約25℃から約125
    ℃の温度で)、前記硫酸リチウムを回収し、それによって、前記硫酸リチウム、およびリ
    チウム含有材料と混合するために使用するのに有効な酸性水溶液を得るステップをさらに
    含む、請求項33から36のいずれか一項に記載の方法。
  39. 前記得られた硫酸リチウムを前記電気膜プロセスで再使用するステップをさらに含む、
    請求項33から38のいずれか一項に記載の方法。
  40. アルカリ含有材料からアルカリを抽出するための方法であって、アルカリ硫酸水素塩焙
    焼済みアルカリ含有材料を、アルカリ化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下で
    浸出させるステップを含む方法。
  41. リチウム含有材料からリチウムを抽出するための方法であって、硫酸水素リチウム焙焼
    済みリチウム含有材料を、リチウム化合物を含む水性組成物を得るのに適した条件下で浸
    出させるステップを含む方法。
  42. 前記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料が、
    前記リチウム含有材料を、硫酸水素リチウムを含む水性組成物と混合し、それによって
    混合物を得るステップと、
    前記混合物を、前記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件
    下で焙焼するステップと
    を含む方法によって調製される、請求項39に記載の方法。
  43. 硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物中の前記硫酸水素リチウムと、前記リチウム含
    有材料中のリチウムとのモル比が、約0.5:1から約4:1である、請求項40に記載
    の方法。
  44. 硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物が、硫酸をさらに含む、請求項41から43の
    いずれか一項に記載の方法。
  45. 硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物中の前記硫酸と、前記リチウム含有材料中のリ
    チウムとのモル比が、約0.5:1から約4:1である、請求項44に記載の方法。
  46. 前記硫酸が、前記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約10%から約40%、
    約20%から約40%、または約55%から約60%、化学量論的に過剰に存在する、請
    求項44に記載の方法。
  47. 前記混合物が、約200℃から約325℃の焙焼温度で焙焼される、請求項42から4
    6のいずれか一項に記載の方法。
  48. 前記混合物が、約10分から約24時間にわたり、前記焙焼温度で焙焼される、請求項
    42から47のいずれか一項に記載の方法。
  49. 前記リチウム含有材料が、リチウム含有鉱である、請求項41から48のいずれか一項
    に記載の方法。
  50. 前記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石またはジャダライトを含む、請求項49に記載
    の方法。
  51. 前記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料が水で浸出されて、前記リチウム化合
    物を含む前記水性組成物が得られる、請求項41から50のいずれか一項に記載の方法。
  52. 前記リチウム含有材料が、浸出可能な金属不純物をさらに含み、リチウム化合物を含む
    前記水性組成物が、前記浸出可能な金属不純物の少なくとも一部を、リチウム化合物を含
    む前記水性組成物から除去するのに適した条件下でさらに処理される、請求項41から5
    1のいずれか一項に記載の方法。
  53. リチウム化合物を含む前記水性組成物が、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウ
    ムを含む水性組成物である、請求項41から52のいずれか一項に記載の方法。
  54. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物が、硫酸リチウム
    を含む水性組成物である、請求項53に記載の方法。
  55. 水酸化リチウムを調製するための方法であって、
    請求項40から54のいずれか一項による、リチウム含有材料からリチウムを抽出する
    ための方法によって、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第1の水性組
    成物を得るステップと、
    硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を、前記硫
    酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な
    変換に適した条件下、電気膜プロセスに供するステップと
    を含む方法。
  56. 前記電気膜プロセス中、前記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物のp
    Hが酸性である、請求項1から39および55のいずれか一項に記載の方法。
  57. 前記電気膜プロセスが、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もし
    くは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区
    画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、請求項1から39および55
    のいずれか一項に記載の方法。
  58. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、請求項56
    に記載の方法。
  59. 前記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、請求項56
    に記載の方法。
  60. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスと3区画単極または
    双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、請求項56に記載の方法。
  61. 前記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記3区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中に、前記pHが、約2から約4の値で少なくとも実
    質的に維持される、請求項56に記載の方法。
  62. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記硫酸リ
    チウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの変換は、前記硫酸リチウ
    ムおよび/または硫酸水素リチウム組成物の前記pHが約0.1から約2.0、約0.2
    から約1.0、または約0.4から約1.0の値を有するまで進行する、請求項56に記
    載の方法。
  63. 前記電気膜プロセス中、前記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウム組成物のp
    Hが塩基性である、請求項1から39および55のいずれか一項に記載の方法。
  64. 前記電気膜プロセスが、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もし
    くは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区
    画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、請求項63に記載の方法。
  65. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、請求項63
    に記載の方法。
  66. 前記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、請求項63
    に記載の方法。
  67. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスと3区画単極または
    双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、請求項63に記載の方法。
  68. 前記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記3区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、前記pHが約10から約12の値でまたは約10
    .5から約12.5の値で少なくとも実質的に維持される、請求項63に記載の方法。
  69. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を、前記硫
    酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な
    変換に適した条件下、前記電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水
    素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、
    請求項42による方法において、硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物として、硫酸
    リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を使用するステッ
    プと
    を含む、請求項55から68のいずれか一項に記載の方法。
  70. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を、硫酸リ
    チウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るのに適した条件下
    、2区画単極または双極膜電気分解プロセスに供するステップと、
    請求項42による方法において、硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物として、硫酸
    リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を使用するステッ
    プと
    を含む、請求項69に記載の方法。
  71. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物中の前記硫
    酸水素リチウムと前記硫酸リチウムとのモル比が、少なくとも約3:2、少なくとも約9
    :1、少なくとも約19:1、または少なくとも約99:1である、請求項69または7
    0に記載の方法。
  72. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物中の前記硫
    酸水素リチウムと前記硫酸リチウムとのモル比が、約3:2から約99:1である、請求
    項60または70に記載の方法。
  73. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物が、硫酸水
    素リチウムを含み、前記方法が、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前
    記第2の水性組成物の一部に、前記硫酸水素リチウムの少なくとも一部を硫酸リチウムに
    変換するのに適した条件下で塩基を添加するステップをさらに含む、請求項69から72
    のいずれか一項に記載の方法。
  74. 前記塩基が、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、および/または炭酸カルシウムを含
    む、請求項73に記載の方法。
  75. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、電圧が、約4Vから約5Vの値で少なくとも実質
    的に維持される、請求項1から39および55から74のいずれか一項に記載の方法。
  76. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、LiOH電流効率が、約65%から約85%の値
    で少なくとも実質的に維持される、請求項1から39および55から74のいずれか一項
    に記載の方法。
  77. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物中のリチウ
    ム濃度が、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウム約
    40gの値で、または溶液1リットル当たりリチウム約30gから溶液1リットル当たり
    リチウム約33gの値で、少なくとも実質的に維持される、請求項1から39および55
    から76のいずれか一項に記載の方法。
  78. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物中のリチウ
    ム濃度が、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウム約
    40g、溶液1リットル当たりリチウム約10gから溶液1リットル当たりリチウム約2
    0g、溶液1リットル当たりリチウム約5gから溶液1リットル当たりリチウム約40g
    、または溶液1リットル当たりリチウム約12gから溶液1リットル当たりリチウム約1
    8gの値で、少なくとも実質的に維持される、請求項1から39および69から76のい
    ずれか一項に記載の方法。
  79. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、前記水酸化リチウムは、約2Mから約7M、約2
    Mから約4M、または約2.5Mから約3.5Mの水酸化リチウム濃度で少なくとも実質
    的に維持される水溶液中で生成される、請求項1から39および55から64のいずれか
    一項に記載の方法。
  80. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、前記水酸化リチウムは、約40℃から約100℃
    、または約60℃から約100℃の温度で少なくとも実質的に維持される水溶液中で生成
    される、請求項79に記載の方法。
  81. 水酸化リチウムを調製するための方法であって、
    リチウム含有材料を、硫酸水素リチウムを含む水性組成物と混合し、それによって混合
    物を得るステップと、
    前記混合物を、硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件下で
    焙焼するステップと、
    前記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、硫酸リチウムおよび/または硫酸
    水素リチウムを含む第1の水性組成物を得るのに適した条件下で浸出させるステップと、
    硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を、前記硫
    酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくとも部分的な
    変換に適した条件下、電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リ
    チウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、
    硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を、硫酸水
    素リチウムを含む前記水性組成物として使用して、前記リチウム含有材料と混合し、前記
    混合物を得るステップと
    を含む方法。
  82. 硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物中の前記硫酸水素リチウムと、前記リチウム含
    有材料中のリチウムとのモル比が、約0.5:1から約4:1である、請求項81に記載
    の方法。
  83. 硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物中の前記硫酸水素リチウムと、前記リチウム含
    有材料中のリチウムとのモル比が、約1:1から約2:1である、請求項81に記載の方
    法。
  84. 硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物が、硫酸をさらに含む、請求項81から83の
    いずれか一項に記載の方法。
  85. 硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物中の前記硫酸と、前記リチウム含有材料中のリ
    チウムとのモル比が、約0.5:1から約4:1、約1:1から約2:1、または約1.
    1:1から約1.25:1である、請求項84に記載の方法。
  86. 前記硫酸が、前記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約30%から約100%
    、化学量論的に過剰に存在する、請求項85に記載の方法。
  87. 前記硫酸が、前記リチウム含有材料中のリチウムの量に対して約55%から約60%、
    化学量論的に過剰に存在する、請求項85に記載の方法。
  88. 前記混合物が、約150℃から約400℃、または約200℃から約350℃の焙焼温
    度で焙焼される、請求項81から87のいずれか一項に記載の方法。
  89. 前記混合物が、前記焙焼温度で、約10分から約24時間にわたり焙焼される、請求項
    88に記載の方法。
  90. 前記リチウム含有材料が、リチウム含有鉱である、請求項81から89のいずれか一項
    に記載の方法。
  91. 前記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石またはジャダライトを含む、請求項90に記載
    の方法。
  92. 前記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石を含む、請求項90に記載の方法。
  93. 前記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料が水で浸出されて、硫酸リチウムおよ
    び/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物が得られる、請求項81から9
    2のいずれか一項に記載の方法。
  94. 前記リチウム含有材料が、浸出可能な金属不純物をさらに含み、硫酸リチウムおよび/
    または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物が、前記浸出可能な金属不純物の少
    なくとも一部を、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組
    成物から除去するのに適した条件下でさらに処理される、請求項81から93のいずれか
    一項に記載の方法。
  95. 前記電気膜プロセス中、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1
    の水性組成物のpHが酸性である、請求項1から39および94のいずれか一項に記載の
    方法。
  96. 前記電気膜プロセスが、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もし
    くは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区
    画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、請求項95に記載の方法。
  97. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、請求項95
    に記載の方法。
  98. 前記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、請求項95
    に記載の方法。
  99. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスと3区画単極または
    双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、請求項95に記載の方法。
  100. 前記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記3区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中に、前記pHが、約2から約4の値で少なくとも実
    質的に維持される、請求項95に記載の方法。
  101. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記硫酸リ
    チウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの変換は、硫酸リチウムお
    よび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物の前記pHが、約0.1から
    約2.0、約0.2から約1.5、または約0.4から約1.0の値を有するまで進行す
    る、請求項95に記載の方法。
  102. 前記電気膜プロセス中、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1
    の水性組成物のpHが塩基性である、請求項1から39および95のいずれか一項に記載
    の方法。
  103. 前記電気膜プロセスが、2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセス、3区画単極もし
    くは双極膜電気分解プロセス、または2区画単極もしくは双極膜電気分解プロセスと3区
    画単極もしくは双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、請求項102に記載の方法。
  104. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、請求項10
    2に記載の方法。
  105. 前記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含む、請求項10
    2に記載の方法。
  106. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスと3区画単極または
    双極膜電気分解プロセスとの組合せを含む、請求項102に記載の方法。
  107. 前記電気膜プロセスが、3区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記3区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、前記pHが約10から約12の値でまたは約10
    .5から約12.5の値で少なくとも実質的に維持される、請求項102に記載の方法。
  108. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物が、硫酸リ
    チウムを含む水性組成物である、請求項81から107のいずれか一項に記載の方法。
  109. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物中の前記硫
    酸リチウムと前記硫酸水素リチウムとのモル比が、少なくとも約9:1、少なくとも約1
    9:1、または少なくとも約99:1である、請求項81から107のいずれか一項に記
    載の方法。
  110. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物中の前記硫
    酸水素リチウムと前記硫酸リチウムとのモル比が、少なくとも約3:2、少なくとも約9
    :1、少なくとも約19:1、または少なくとも約99:1である、請求項81から10
    9のいずれか一項に記載の方法。
  111. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物が、硫酸水
    素リチウムを含み、前記方法が、硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前
    記第2の水性組成物の一部に、前記硫酸水素リチウムの少なくとも一部を硫酸リチウムに
    変換するのに適した条件下で塩基を添加するステップをさらに含む、請求項81から11
    0のいずれか一項に記載の方法。
  112. 前記塩基が水酸化カルシウムを含む、請求項111に記載の方法。
  113. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、電圧が、約4Vから約5Vの値で少なくとも実質
    的に維持される、請求項1から39および81から112のいずれか一項に記載の方法。
  114. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、LiOH電流効率が、約30から約50%、約3
    0から約40%、50%から約95%、約55%から約90%、または約65%から約8
    5%の値で少なくとも実質的に維持される、請求項1から39および81から112のい
    ずれか一項に記載の方法。
  115. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物中のリチウ
    ム濃度が、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウム約
    40gの値で、少なくとも実質的に維持される、請求項81から114のいずれか一項に
    記載の方法。
  116. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物中のリチウ
    ム濃度が、溶液1リットル当たりリチウム約20gから溶液1リットル当たりリチウム約
    40g、溶液1リットル当たりリチウム約10gから溶液1リットル当たりリチウム約2
    0g、溶液1リットル当たりリチウム約5gから溶液1リットル当たりリチウム約40g
    、または溶液1リットル当たりリチウム約12gから溶液1リットル当たりリチウム約1
    8gの値で、少なくとも実質的に維持される、請求項81から115のいずれか一項に記
    載の方法。
  117. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、前記水酸化リチウムは、約2Mから約7M、約2
    Mから約4M、または約2.5Mから約3.5Mの水酸化リチウム濃度で少なくとも実質
    的に維持される水溶液中で生成される、請求項81から116のいずれか一項に記載の方
    法。
  118. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、前記水酸化リチウムは、約3.0Mの水酸化リチ
    ウム濃度で少なくとも実質的に維持される水溶液中で生成される、請求項81から116
    のいずれか一項に記載の方法。
  119. 前記電気膜プロセスが、2区画単極または双極膜電気分解プロセスを含み、前記2区画
    単極または双極膜電気分解プロセス中、前記水酸化リチウムは、約60℃から約100℃
    の温度で少なくとも実質的に維持される水溶液中で生成される、請求項117または11
    8に記載の方法。
  120. 前記リチウム含有材料を、硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物と混合し、それによ
    って前記混合物を得るステップと、
    前記混合物を、前記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を得るのに適した条件
    下、焙焼するステップと、
    前記硫酸水素リチウム焙焼済みリチウム含有材料を、硫酸リチウムおよび/または硫酸
    水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を得るのに適した条件下、浸出させるステップ
    と、
    硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を精製する
    ステップと、
    硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記精製された第1の水性組成物
    を、前記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リチウムへの少なくと
    も部分的な変換に適した条件下、前記電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび/ま
    たは硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を得るステップと、
    硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を、硫酸水
    素リチウムを含む前記水性組成物として使用して、前記リチウム含有材料と混合し、前記
    混合物を得るステップと
    を含む、請求項81から119のいずれか一項に記載の方法。
  121. 前記焙焼するステップおよび前記浸出させるステップが、単一装置内で実施される、請
    求項1から39および42から120のいずれか一項に記載の方法。
  122. 前記焙焼するステップが第1の装置内で実施され、前記浸出させるステップが第2の装
    置内で実施される、請求項1から39および42から120のいずれか一項に記載の方法
  123. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を、約30
    から約60%の変換率で前記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リ
    チウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび
    /または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸リチウムおよ
    び/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む前
    記水性組成物として使用して、前記リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステッ
    プとを含む、請求項1から122のいずれか一項に記載の方法。
  124. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を、約40
    から約60%の変換率で前記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リ
    チウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび
    /または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸リチウムおよ
    び/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む前
    記水性組成物として使用して、前記リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステッ
    プとを含む、請求項1から122のいずれか一項に記載の方法。
  125. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を、約45
    から約55%の変換率で前記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リ
    チウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび
    /または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸リチウムおよ
    び/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む前
    記水性組成物として使用して、前記リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステッ
    プとを含む、請求項1から122のいずれか一項に記載の方法。
  126. 硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムを含む前記第1の水性組成物を、約40
    から約50%の変換率で前記硫酸リチウムおよび/または硫酸水素リチウムから水酸化リ
    チウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して、硫酸リチウムおよび
    /または硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸リチウムおよ
    び/または硫酸水素リチウムを含む前記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む前
    記水性組成物として使用して、前記リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステッ
    プとを含む、請求項1から122のいずれか一項に記載の方法。
  127. 硫酸リチウムを含む前記第1の水性組成物を、約30から約60%の変換率で前記硫酸
    リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して
    、硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸水素リチウムを含む
    前記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物として使用して、前記
    リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステップとを含む、請求項1から122の
    いずれか一項に記載の方法。
  128. 硫酸リチウムを含む前記第1の水性組成物を、約40から約60%の変換率で前記硫酸
    リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して
    、硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸水素リチウムを含む
    前記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物として使用して、前記
    リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステップとを含む、請求項1から122の
    いずれか一項に記載の方法。
  129. 硫酸リチウムを含む前記第1の水性組成物を、約45から約55%の変換率で前記硫酸
    リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して
    、硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸水素リチウムを含む
    前記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物として使用して、前記
    リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステップとを含む、請求項1から122の
    いずれか一項に記載の方法。
  130. 硫酸リチウムを含む前記第1の水性組成物を、約40から約50%の変換率で前記硫酸
    リチウムから水酸化リチウムに部分変換するのに適した条件下で電気膜プロセスに供して
    、硫酸水素リチウムを含む第2の水性組成物を得るステップと、硫酸水素リチウムを含む
    前記第2の水性組成物を、硫酸水素リチウムを含む前記水性組成物として使用して、前記
    リチウム含有材料と混合し、前記混合物を得るステップとを含む、請求項1から122の
    いずれか一項に記載の方法。
  131. 前記電気膜プロセスが、2区画膜電気分解プロセスで実施される、請求項1から130
    のいずれか一項に記載の方法。
  132. 前記電気膜プロセスが、電気分解プロセスである、請求項1から130のいずれか一項
    に記載の方法。
  133. 前記電気膜プロセスが、電気透析プロセスである、請求項1から131のいずれか一項
    に記載の方法。
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