JP6449317B2 - リチウム含有材料を処理するための方法 - Google Patents

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。

本発明は以下を提供する。
［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 _２ ＳＯ _４ 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。

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（Ｌｉ_２ＳＯ_４・Ｈ_２Ｏ）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_２ＳＯ_４・Ｈ_２Ｏ）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-containing 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、８５、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、８５、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Ｈ_２ＳＯ_４を添加することができる。例えば、Ｈ_２ＳＯ_４を第２の組成物に添加することができる。例えば、Ｈ_２ＳＯ_４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、１１８、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Ｈ_２ＳＯ_４を添加することができる。例えば、Ｈ_２ＳＯ_４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、Ｈ_２ＳＯ_４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（Ｌｉ_２ＳＯ_４・Ｈ_２Ｏ）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（Ｌｉ_２ＳＯ_４・Ｈ_２Ｏ）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。

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２０１３／１５９１９４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_４ ⁻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Ｈ_２ＳＯ_４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Ｈ_２ＳＯ_４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、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、Ｈ_２ＳＯ_４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_４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Ｈ_２ＳＯ_４を添加することができる。例えば、そのような濃Ｈ_２ＳＯ_４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 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 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、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、Ａｌ^３＋、Ｆｅ^２＋、Ｆｅ^３＋、Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋、Ｃｒ^２＋、Ｃｒ^３＋、Ｃｒ^６＋、Ｍｎ^２＋、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／ＣＡ２０１４／０００７６９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ｐＨ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／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ｐＨ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、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１０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 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、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 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／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１００℃、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５５％、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_４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_４、ＮａＨＳＯ_４、およびＨ_２ＳＯ_４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／ＣＡ２０１４／０００７６９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^２に関する結果は、３ｋＡ／ｍ^２および５ｋＡ／ｍ^２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^２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^２に関する結果は、３ｋＡ／ｍ^２および５ｋＡ／ｍ^２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_４、ＮａＨＳＯ_４、およびＨ_２ＳＯ_４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１２５℃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

Claims (25)

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、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と
   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１０％から４０％、２０％から４０％、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５５％から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３のいずれか一項に記載の方法。
5. 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４に記載の方法。
6. 前記リチウム含有鉱が、β−リシア輝石を含む、請求項４に記載の方法。
7. 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６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、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７のいずれか一項に記載の方法。
9. 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、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。
10. 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９のいずれか一項に記載の方法。
11. 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９のいずれか一項に記載の方法。
12. 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、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。
13. 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１から１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記第２の水性組成物が、１００℃から３００℃の温度で加熱される、請求項１３に記載の方法。
15. 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１４に記載の方法。
16. 前記第２の水性組成物が、大気圧で加熱される、請求項１４に記載の方法。
17. 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１から１２のいずれか一項に記載の方法。
18. 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１から１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 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１から１７のいずれか一項に記載の方法。
20. 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１２のいずれか一項に記載の方法。
21. １５℃から１３０℃で固液分離を実施して、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１８から２０のいずれか一項に記載の方法。
22. 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２１のいずれか一項に記載の方法。
23. 前記酸がＨ_２ＳＯ_４である、請求項１から２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 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、３０から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２３のいずれか一項に記載の方法。
25. 硫酸リチウムを含む前記第１の水性組成物を、３０から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２４のいずれか一項に記載の方法。