碳酸锂回转窑以锂辉石为原料生产碳酸锂，工业上比较成熟的工艺是硫酸法生产工艺流程。此工艺的基本原理是在于硫酸与锂辉石在250~300℃下发生置换反应，生成硫酸锂。这一反应只能发生于结构较为疏松的锂辉石，先将选矿获得的锂辉石精矿，在碳酸锂回转窑中高温焙烧，冷却后与足量的硫酸混合，送入250℃酸化碳酸锂回转窑中进行硫酸焙烧。冷却后水浸，加石灰石控制PH值，得到含10%左右的粗锂液，用石灰调PH至11，加碳酸钠除钙、镁、铁、铝等杂质。清液蒸发称含20左右的硫酸锂净化液，加入碳酸钠沉淀成碳酸锂。离心脱水，得到碳酸锂产品，回收率在90%左右。硫酸法生产碳酸锂收率较高，将锂辉石与硫酸盐混合烧结生产，在一定温度下混合烧结，经一系列物理、化学反应后，所配入的硫酸盐中的金属元素，将矿石中锂置换生成可溶性的硫酸盐，主要杂质则生成难溶于水的化合物，然后将烧结后的熟料浸出分离，锂离子进入溶液，经净化、浓缩、沉淀后得到碳酸锂产品。
锂云母、锂辉石等原料与其它混合料混合后的原料从窑尾筒体高温进入筒体内进行焙烧。物料在陪烧窑内，受窑体斜度和自转的影响，产生径向和横向的移动，物料被带到高处，与高温烟气进行热交换，进而产生热工反应，进而达到焙烧的目的。窑转速受变频电机调节，可根据反应物料反应时间的要求进行调节窑内停留时间，燃烧器配备天然气流量和风量监控和调节功能，满足烟气温度和流量流速的调节功能，进而适应原料的焙烧区间温度。 将含Li2O 6％锂辉石精矿在1070～1100℃温度下加热，由α型转变为β型。p锂辉石与按理论计算过量40％的硫酸混合，并在250～300℃温度下焙烧。焙烧料用水浸出，液固比为1.5～2，温度为80℃，净浸时间30min，物料细度0.074mm(+200目)占10％～15％。浸出料浆进行过滤，滤渣经4～5次反向洗涤后送渣场。浸出液加纯碱在常温下除去钙、镁、硅、铁等杂质后，由含Li2O 50～60g／l。浓缩至180～200g／L。浓缩液加入按理论计算过量系数为1.05的纯碱，在95℃温度下搅拌沉淀碳酸锂。粗碳酸锂用95℃纯水洗涤后，于350℃下干燥。沉锂母液回收硫酸钠后再返回蒸发过程进一步回收锂。 碳酸锂回转窑分别用于锂辉石精矿转型焙烧及硫酸化焙烧，用重油或燃气直接加热。用于转型焙烧的碳酸锂回转窑计算，可按熟料单位实际产能为20～30kg／(m2．h)估计，用于硫酸化焙烧的碳酸锂回转窑计算可按酸化料单位实际产能为82～95kg／(m2.h)估计。 碳酸锂回转窑生产工艺流程图中浸出料浆的过滤，生产中均采用外滤式转鼓真空过滤机，常用规格按过滤面积计为20～100m2 ，其生产产能按滤渣(干基)计为200～220kg／(m2.h)。 碳酸锂回转窑生产工艺流程图中蒸发器用于浓缩沉锂用的净化液，生产中采用的是自然循环外加热式。三效真空蒸发，按生产经验数据蒸发强度为15～20kg／(m2 ．h)，蒸发每公斤水的蒸汽耗量为0.4～0.45kg。 碳酸锂回转窑生产工艺流程图中红外干燥机，其型式为国产LH-1、LH-3型，实际生产能力为300kg／h，亦有的采用涡轮式干燥机，其生产能力为2～3t／h。 
分火法(转型焙烧及硫酸化焙烧)和湿法(浸出过滤、净化、蒸发、沉锂、产品干燥、包装和母液回收)分区布置。湿法部分为从母液中回收硫酸钠，其产量比主产品约多一倍，溶液腐蚀性强，宜与产品生产工序分开布置。碳酸锂回转窑尾气及净化、沉锂、硫酸钠回收等工序均宜配置于高层。转型焙烧要排出含尘烟气、硫酸化焙烧的烟气中含有二氧化硫，配置时要考虑风向对湿法部分和周围环境的影响。 转型焙烧产生的烟气经净化处理其含尘量达到150mg／m3 以下后排放；硫酸化焙烧产生的烟气含有二氧化硫尾气须经净化后达到250mg／m3 以下方能放空；烟气洗水须净化处理后排放；为了保证生产环境质量、碳酸锂回转窑不变形和较好的转化率及浸出率，火法部分不能停电及停水；沉锂母液及含硫酸钠溶液对一般厂房的混凝土结构有较大的腐蚀性，需采取防腐措施。 二、回转窑属敞开式煅烧，窑体结构简单，气流畅通，含硫烟气可以及时排出，燃料中的硫份不易附着，因而产品含硫量低，符合炼钢要求。同时物料在窑内均匀滚动前进，受热均匀，产品质量稳定，生、过烧率很低。 三、在窑尾配置竖式预热器可充分利用回转窑内煅烧产生的高温烟气，将矿石从常温预热到初始分解状态。这不仅能大大提高回转窑的产量，还能充分降低单位产品热耗。 四、窑头处配置竖式冷却器不仅可使高温物料骤冷，提高产品活性度，也变于输送、储存。同时还能得到较高温度的入窑二次风。能有效提高窑内烧成温度，降低燃料消耗。 五、经窑尾竖式预热器排出的烟气温度低，在280-350℃之间，含尘量低，约为20g/Nm3，使后续烟气处理 的配置简捷有效，可顺利达到环保要求。 
