锂是所有金属中密度最低的(ρ 二 0.534g/cm3)。在200多年前在矿产品中发现了锂， 锂在工业规模上第一次使用开始于第一次世界大战之后用于轴承合金(Bahnmetall)，一种含锂的铅合金用于滑动轴承。在过去50年里，锂的应用领域进一步扩展，例如合成锂皂用于多用途润滑剂和生产原生以及再生电池。锂可以从矿物中或从天然盐水中萃取(矿物、锂辉石和透锂长石)。玻璃工业直接使用锂矿石和锂精矿，所有其他加工路线开始都毫不例外的采用碳酸锂作为中间产品，原生和再生电池的制造现在是应用的最重要领域，这主要是由于汽车工业的快速发展(复合和电动汽车的可充电电池)而获得更多的关注。其他应用领域在陶瓷、玻璃、润滑剂、药品、塑料、空调器、铝的熔盐电解、含锂铝和镁合金、化学工艺等等。目前仅仅能考虑到用过的电池作为回收锂的二次原材料。现有的工厂主要回收钴、镍和铜，仅仅有很少的能萃取不同化合物中的锂。在进行许多努力来开发除了其他有价值金属之外，锂的再生工艺并把锂用于可用的生产里去是一个重要课题。

　　一、锂矿储量和锂的萃取

　　在已知的约150种含锂矿物中，有4种矿物最重要：磷铝石(7-9%Lio2)锂辉石(6-7%Lio2)、透锂长石(3.5-4.5%%Lio2)和锂云母(3-4%Lio2)。锂辉石和透锂长石以矿石和精矿形态是有用的，特别是在玻璃工业，锂辉石还用于生产碳酸锂，采用蒸发工艺。自然盐卤水，含有高含量氯化锂也用于工业萃取锂金属。然而采用现有技术，从锂含量0.17ppm的正常海水里可经济萃取锂含量是不可能的。

　　目前锂辉石是已经发现的用于制造锂化合物的唯一矿物，已经发现的最大的锂辉石矿体是刚果，其他重要的已知的锂矿储量较大的是澳大利亚、美国、加拿大、津巴布韦、俄罗斯和中国。目前在欧洲没有重要的锂矿藏。在过去的几年里，盐湖和海里的含锂盐已经成为生产锂化合物和原材料的最重要的资源。这些锂矿藏在北美洲西部、南美洲和中国。尽管海水中含锂仅仅为 0.17ppm，也有的地方盐水中锂含量为20 ppm。现已探明锂储量来自大海和湖泊达到180万 吨锂。

　　据统计，2002-2006年间，锂矿物和锂盐产量翻了一倍，主要是因为澳大利亚的产量增加。当前锂及其化合物的全球市场主要是美国、智利和德国，中国和俄罗斯也出口氯化锂和金属锂。

　　和天然气共生的地下盐水是一个更广泛的潜在锂资源，这些盐存在于石油矿的下面，经常随石油被萃取，可以含有最多100mg/L锂。以美国德克萨斯州为例，直到现在高镁含量阻止了经济地从这些盐水中萃取锂。在锂矿露天开采之后第一阶段矿石富集程度可以从矿石Lio2 含量1-5%到锂精矿中Lio2含量达到4-5.5%。较高的品位(浓度)仅有通过浮选来实现。在浮选阶段石英、长石和云母被去除，可以使 Lio2的浓度达到5.5-7.5%，然后采用各种湿法冶金工艺来萃取碳酸锂。

　　为从盐水中萃取碳酸锂，锂含量应平均约在5000 ppm，盐水的大部分水必须通过蒸发除掉。在地球的热且干燥的地区通过太阳能在高速度下蒸发是唯一经济可行的。在净化和对浓缩熔液适当加热后，采用添加碳酸纳来诱使碳酸锂析出，含量少于100 ppm锂的盐水则采用另一种工艺。例如，可以首先从溶液中析出磷酸钠锂(Li2NaPo4)，采用在硫酸锂和硫酸钠的混合物中用盐酸处理可以获得20-21% Lio2 浓度的精矿，在其溶解之后通过添加碳酸钠来析出碳酸锂。当然这一工艺的经济性取决于伴生副产品的萃取，这些副产品是氯化钙、硫酸钠、四硼酸钠、磷酸和溴。

　　对于所有其他锂化合物和金属锂的工业生产，碳酸锂是原料。对于金属锂的还原，第一步是碳酸锂和盐酸反应生成具有腐蚀性的Lile溶液，通过结晶和干燥工序，获得极度吸水的Lile，这是采用电解熔炼工艺还原金属锂的原料。

　　二、锂及其化合物的应用

　　尽管和其他金属相比锂的全球产量非常少，但是与此同时锂有着相当广泛的应用领域，下述领域具有最重要的意义，特别值得一提的是20世纪80年代由美铝、加铝和普基公司开发出来的铝锂合金。铝锂合金具有较低的密度在航天工业有着潜在令人感兴趣的应用(军事、民用飞机等)，除了低密度外，因为形成了Al2li相，铝锂合金还具有较高的强度。

　　继发现锂及其化合物在陶瓷玻璃和医药领域的生产之后，从2007年起电池和蓄电池成为一个重要的应用领域。电池和蓄电池对锂需求的快速增长是基于锂电池和锂蓄电池相对于其他类型电池具有好的性能和容量密度，预计对于这一领域的锂需求将来会增长，因为复合动力车有着日益增长的市场。复合动力系统的经济性一个重要考虑是提供具有最高比热和容量密度的蓄电池和电容器，以便尽可能在较轻的重量下实现理想的功率，达到这些汽车适合的里程行驶范围。因为锂离子电池在目前和可预见的未来拥有最高的相对能量和容量密度，这些电池正是复合动力汽车系统所选择的蓄电池。

　　直到现在，笔记本电脑和移动通讯装置一直都是锂离子电池的主要应用领域，已有巨大的增长潜力。

　　冶金：锂和其他元素，例如铅、铜、银、镁、硼和铝结合生成相对轻的合金。在这方面，给这些金属带来性能上的明显改变，其中包括铝和铅的硬度和镁的延展性的改变，还有仅次于铍，锂在提高弹性模数的同时，同时具有较低密度的唯一元素。现代铝锂合金几乎唯一基于Al–Li –Cu-M g-Zr 系列以合金 809 为例,含2.5% Al、1.3% Cu、 0.8% M g 、0.12% Zr。与纯铝相比，这类合金密度比铝低10%，弹性模数高出10%。除了锂作为合金化元素之用外，还用作脱氧和脱硫的添加剂，特别是铜和镍。因为熔融态氯化物是金属氧化物的好溶剂，恰如氟化锂，有时作焊接的铝和轻金属合金的熔剂。

　　玻璃工业：碳酸锂不仅仅是其他锂化合物和锂金属大规模生产的原材料，还是玻璃、搪瓷和陶瓷的添加剂。从碳酸锂生产的氧化锂是石英的有效熔剂。由于环境原因而取代长石(CaF2)。这一功能主要基于氧化锂能降低熔点，降低粘度，提高表面张力和改进化学稳定性。还有氟化锂用作搪瓷和玻璃的熔剂，硅酸铝锂是众所周知的具有极低，甚至负的热膨胀系数，这就是为什么具有高锂含量的玻璃非常适合用于耐热陶器和瓦缶。

　　铝生产：在铝熔盐电解里，在电解液里添加2-5% Li F 降低熔点，密度和粘度，提高了导电性，这就降低了工作温度，减少了氟化物排放，节省能源和节省阳极碳。碳酸锂还用作添加剂，其反应在冰晶石熔池里生成氟化锂。

　　电池和蓄电池：用作电池阳极的金属锂是基于其高电化学当量(3.86ah/g)和极低的电化学电势(-3.045v)。这些电池的开发已经于1958年开始，随后在20世纪70年代的市场引入，除了一系列的不同类型之外，特别要提到二氧化锰、二氧化锂电池，这是用于许多技术装置上的电池的主要类型。

　　可充电储电锂电池的开发始于20世纪80年代，在开发上遇到的困难是阳极的反复充电能力和由于金属锂高反应性的安全性，因此推迟了商业化进程，这类型的第一批电池是由Exxon和MoLi能源公司开发，基于Li/TiS2 和 Li/MoS2 系列。随后，研究主要针对开发合适的电极材料，在今日的可充电电池里，氧化锂钴(LiCoO2)是用作活性阴极材料的化合物，而阳极主要是碳。通过LiCo3和 CoO3 的烧结，在900℃温度下进行，获得理论容量137 amh/g 的一种深灰色材料。氧化锰锂(LiMn2O4) 作为用于高能锂储电池作为阴极是从经济上讲一个重要的可供选择材料。例如高氯酸锂(LiLeO4)、四氟硼酸锂(LiBF4)和六氟申酸锂(LiAsF6)化合物在锂电池中用作导电盐，另一方面六氟磷酸锂(LiPF6)主要用于可充电锂储电电池。

　　润滑剂：氢氧化锂是用于油和滑脂润滑剂制造的主要锂化合物。有超过50%的润滑剂用于汽车、飞机和机器含有硬脂酸盐，主要成份是1乙-羟基硬脂酸盐。这些润滑剂在最高200℃ 温度下具有良好的粘度特性，实际上不溶于水。

　　核聚变：在于聚变能反应的大量准备阶段里，重氢-超重氢燃料周期要求从锂里产生超重氢，超重氢通过用热中子冲击锂形成。理论上讲，1kg 锂可以产生约13.9kwh能量。另外聚变反应器的冷却不仅包括采用氦冲击，还熔化金属锂(LiF/BeF2)和含有17% 锂的铅。

　　有机化学：在这一领域金属形式的锂用于作为还原剂和制造维生素。这类应用包括各种反应的催化剂。例如氨化锂(LiNH2)用于甲基丙烯酸甲脂(PMMA)聚合和作为乙酸锂(C2H3O3Ci)用于聚萃乙烯生产。除了一系列有机锂化合物之外，几丁基锂(n-C4H9Li)甲基锂(CH3Li)和甲氧基锂(LiOCH3),也包括在许多有机化学反应里。

　　医药：柠檬酸锂(C6H5Li3O7)以二或四水化合物形态用作药品来治疗狂郁精神疾病，在很大程度上也使用高纯度碳酸锂采用同样方式。已经有报道采用碳酸锂成功治疗疱疹和酒精成瘾的疾病，碳酸锂作为癌病化疗的辅助药物。另外硫酸锂(Li2SO4)还已经确立了它自身作为用于狂郁精神病患者的药物。

　　空调:含LiBr(或采用LiLe)50-60%的方案用于空调器，这是一个奏效的基于吸收原理，在这些方面，铬酸锂(LiCrO4)还被用作防腐蚀剂。

　　三、从电池和蓄电池里回收锂

　　考虑到前面所述的大量应用领域，用过的电池和蓄电池是锂二次加工原材料的唯一来源仍在质疑之中，对于锂离子电池系列(LiB)的有许多转化方法，然而这些工艺的目的主要是萃取钴、镍和铜，在萃取过程里锂依各种化合物形态仅仅能从很少的几个工艺里被萃取。

　　Pira公司(德国Stiihlingen研究院)在基于纯湿法冶金开发出来BATENUS 工艺技术，第一座年产能 7500吨的大型厂于1996年在德国Schonebeck建成， Schonebeck电池回收公司已经能够处理混合废电池( ZnLC、碱锰、锂、镍、镉电池等)。

　　回收工艺的第一步工序包括分离纽扣电池，由 quecksiber公司来进行纽扣电池的回收，然后其他电池采用破碎机进行粉碎，采用磁选分离钢废料，清洗之后，后者在废料场上出售，纸张、塑料和有色金属采用筛子分离，然后再进行类别分离，剩下的回收在粉碎机里进行，采用湿法冶金分离。

　　处理材料中90%的产品可以售出，其中包括钢和有色金属，还有纸张和塑料。氧化猛和碳用于锰铁加工，而纯金属如锌、铜、镉和镍还有碳酸锰可以作为商品出售，汞离交换树脂，氢氧化铁和含碱、含锰洗出液出自离子交换器。剩余残渣在7000吨处理材料中有2000吨。开发出来的Recapyl回收工艺技术是在工业规模中间试验基础之上回收锂电池里的锂盐和钴盐、钢和有色金属等。第一步工序在室温常压下和空气流下机械分离钢、塑料和电极粘合物，电极材料的湿法冶金加工包括酸浸出净化和选择性沉淀。

　　加拿大TOXLO公司于1984年在加拿大Trail建立，从1993年起自主开发设备，建起了年处理加工3500吨含锂电池的工厂。TOXLO工艺技术利用低湿破碎技术专门分离锂电池的材料，从2001年起一直在工业规模上运行。由于采用了液氮，该工艺技术相对能耗较高。该工艺从去除包装材料开始，把电池浸没在液氮溶液里1-24小时。破碎低温冷却的电池和碱溶液(NaOH)反应，释放氢气，氢气和漂浮及着火的锂接触而烧掉。在浸出锂和锂盐溶解并随后沉淀，浸出残渣(废金属和塑料)，在完全加工处理溶解锂后从槽中去除。最终的锂沉淀物作为碳酸锂出售。另一种锂离子电池加工处理的方法开发和注册专利由英国AEA技术电池公司掌握。直到2001年，公司还没有扩大这一技术应用。该技术包括三步加工工序，主要工序包括电解萃取，电极溶解和钴还原。在AEA 工艺技术里，电池在惰性气忿下破碎并采用合适的溶剂处理几个小时以便渗透到电极孔隙里去，由分离器分配电解液，最终溶液在80℃温度下脱水和减压，回收溶剂和电解液。电极被溶解是通过浸没在一搅动的溶剂池里，溶剂池加热到50℃温度，最终形成铜、铝、钢和塑料的电极颗粒剩下来，然后基于密度或磁性再把它分离出来。悬浮的电极颗粒从溶液中过滤出来，电化学钴还原在过滤的电极颗粒里进行(电极颗粒是氧化钴锂)，避免氢在水基氢氧化锂里积聚。除了CO向 CO 的还原之外，锂从电极颗粒构成中去除，锂作为氢氧锂被回收，而钴则是一个有价值的二次回收产品。

　　Umicore公司把其 val Eas 工艺技术注册专利并作为可提供的最佳技术用于工业电池的回收，然而含锂电池是特殊处理的，LIB电池和 NiMeH电池没有经过等离子技术进行预处理，以避免生成二噁英和呋喃。

　　处理工艺中的溶融渣用于混凝土加工，在精炼材料中含 纯镍或纯钴的金属进一步加工处理，把镍添加工成氢氧化镍，这一金属镍可以再次用来加工NiMeH蓄电池。在此期间去除钴酸锂中含有氧化钴的钴在中间工序里从锂离子电池中回收锂。

　　四、开展回收锂离子电池的研究

　　回收锂离子电池所进行的大多数研究工作是针对回收钴、镍和锂，因为这些金属相对稀少并价格昂贵。现已有人研究出了回来锂离子电池中的活性物质，经过人工拆解锂离子电池，拆下钢外壳之后把剩余的放入真空中一小时去除电解液溶剂。然后人工粉碎部件(阴极、阳极、塑料壳、铜箔、塑料板和电气触点)。活性物质(阴极、阳极和电解液)采用 KHSO4在一个炉子里，在500℃的温度下处理5小时，在此期间避免由于碳在混合物中把硫酸盐还原成SO2或者硫化物。随后对烘烤过的废料在去离子水中在 90 ℃ 的温度下停留一小时后浸出生成的溶液添加NaOH 溶液直到PH 值为 9止。如果溶液中含锰,则通过添加H2O2 使锰氧化成Mn4，去除任何固态钴或锰，在此期间加入饱和KF 溶液到过滤的溶液里去析出LiF，此后过滤的LiF采用HF H20 冲洗，采用CaSO4 和H2SO4处理，从剩余溶液中去除最后溶解的磷酸盐Ca(po4)2 和氟化物CaF2 。得出的结论，在处理材料中塑料板的存在不会负面影响这一工艺技术，尽管在回收数量里铝和铜箔较少。

　　也有人从锂离子电池里回收有价值金属的另一种工艺技术的研究。把废电池放入一水基铁粉未悬浮液里，它采用特殊设施拆卸。拆卸能力为每小时500个废电池。为避免和碳酸发生反应，处理的废电池立即浸没在水基NaOH 溶液里，在这种高PH 值溶液里，铝以 Al(OH)3 形态去除。经过碱浸出，剩余材料采用H2SO4浸出，H2SO4溶解铜、钴和锂。大多数钴首先作为草酸钴从溶液中析出，然后在两个溶剂萃取帮助下，铜(AcorgaM5640)和剩余的钴(Cyanex272)被去除。通过添加碳酸钠从溶液中析出碳酸锂是这一工艺技术最后一道工序，在这一工序里可能会从草酸钴和碳酸锂产品里再次生成 LiCoO2。

　　也有人采用NMP(甲基吡咯烷)和超声波一起来溶解活性电极材料中的支撑物(铝或铜箔)，然后通过过滤分离。经过倾析之后，碳素材料和LiCoO2 粉末去除，粉末混合物中的钴和锂再次在H2SO4 和 H2O 混合液中溶解，在此溶液里超过99.5%的钴通过Na2C2O4 以 CoC2O4形态析出，剩下的超饱和溶液采用浓NACO3 溶液处理以 LiCoO3 形态回收最多94.5%的锂。这两种产品里具有良好电化学性能的 LiCoO2 随后可以生产出来。

　　采用一系列的湿法冶金工艺技术 ，也可从用过的LiCoO2 阴极里成功回收纯硫酸钴溶液或相应的盐，用于研究的初始材料包括非晶体LiCoO2 粉末，含60.2%钴和7.09%锂。其用于韩国锂离子电池工业。采用硫酸浸出后，溶解的粉末经过三步工序的溶剂萃取，采用 cyanex272 作为萃取介质，此后以碳酸锂形态的锂采用碳酸钠从有机溶液里洗涤,然后采用硫酸在水基溶液里再次萃取钴，最后回收纯硫酸钴，而有机溶液回收再次用于溶剂萃取。

　　采用Etoil-Rebatt技术从可充电锂离子蓄电池里回收LiCoO2，锂离子电池采用人工拆卸，每个电池卸荷进入导电液体，该液体已经完全接地，出于安全性考虑，接下来把电池分离成部件、阴极糊浸没在ER-MRT-B溶液里，从阴极糊里获得LiOH和 KOH，随后的还原反应造成含有 LiCoO2 的溶解，随后在铂电极上电化学析出。采用这一方法，从投入的16.7 kg 阴极糊里回收 LiCoO2 12.6kg 。

　　采用一步热液工艺技术从用过的锂离子电池里回收 LiCoO2 ，这里从用过的阴极里的LiCoO2，碳，粘结剂和铝的分离是一起在LiOH 溶液里加热到200℃ 温度并保持这一温度20个小时，然后冷却最终有一种深灰色粉末在溶液中结晶，尽管没有完全实现 LiCoO2 的分离，这一粉末可以回收并用于锂离子电池制造。

　　锂作为最低密度的金属，在全球有足够数量的不同锂矿体可以提供锂，主要不是从矿物中萃取，而是从合适的浓盐水中获得。锂主要储量是在北美西部、南美和中国。除了许多其他应用领域之外，锂在电池和蓄电池上的应用越来越广正是大的趋势，复合动力汽车大幅增长将是这一重要的驱动力。

　　锂电池和蓄电池目前是锂的主要的二次加工原材料，对于回收锂离子电池尽管有整套系列的工业设备，但现在在锂的回收上数量有限，采用特殊工艺技术、产能低，然而，正不断努力开发新的工艺技术不仅可回收各种形态化合物的锂，还可回收钴和镍等有价值的金属。