鋁土礦的主要化學成分為Al2O3，一般為40％～70%質量分數，另含SiO2、Fe2O3、TiO2及少量CAO、MgO及微量Ga、V、P、V、Cr等。以Al2O3在礦物存在形態分為：三水鋁石（Al2O3·3H2O），一水軟鋁石，一水硬鋁石（分子式均為Al2O3.H2O）。評定鋁土礦質量標準是鋁硅比，生產要求該值不低于3～3.5。
等

從鋁土礦制取Al2O3方法很多，目前工業上幾乎采用堿法，又分為拜耳法、燒結法、聯合法等三種：
Al2O3·3H2O(或Al2O3·H2O)+NaOH→（浸出/分解）NaAl(OH)4+赤泥→（晶種分解/蒸發、苛化）Al2(OH)3→（煅燒）Al2O3。

（一） 拜耳法：是典型的一種濕法冶金的方法，在氧化鋁生產中占絕對優勢。
工藝流程（如圖）
原理如下：

實質是在不同條件下，控制反應向不同方向進行。其中關鍵工序是：
1 鋁土礦的浸出——浸出母液的主要成份是NaOH
主要反應：
1）氧化鋁 Al2O3·nH2O+2NaOH→2NaAlO2+nH2O
2）二氧化硅：SiO2+2NaOH→Na2SiO3+H2O
2Na2SiO3+2NaAlO2+4H2O→Na2O·Al2O3·2SiO2·2H2O↓+4NaOH
3） 氧化鐵：溶出的Fe2O3不與NaOH反應，以固相直接進入殘渣，呈紅色。
4） 二氧化鈦：TiO2+2Ca(OH)2→2CaOTiO2·2H2O 直接進入赤泥中
5） 碳酸鹽：主要有CaCO3+2NaOH→Na2CO3+Ca(OH)2
MgCO3+2NaOH→Na2CO3+Mg(OH)2
由鋁土礦在NaOH溶液中高壓溶出的Al2O3水合物進入溶液，SiO2、Fe2O3、TiO2及反應物留在赤泥中（赤泥為鋁礦中其他成分與堿液發生作用后的產物），再借助機械方法使溶液與殘渣分開，以達到Al2O3與雜質分離。
鋁土礦浸出是利用由若干預熱器、壓煮器和自蒸發器依次串聯成的壓煮器組來連續作業完成的。（如圖）

2 鋁酸鈉溶液的晶種分解
制成的鋁酸鈉溶液，其中Al2O3濃度為（145±5）g/l，且在低于100℃溫度下不穩定。越接近30℃，過飽和度越大，若在30℃下加入Al(OH)3晶種，并不斷機械攪拌，此時過飽和鋁酸鈉溶液就可自發水解，產出Al(OH)3。
NaAl2O3+2H2O→Al(OH)3↓+NaOH
這種溶液的苛性比值較高。種分母液經蒸發濃縮后，作為循環母液返回，溶出過程溶出下批鋁土礦。
3 氫氧化鋁的煅燒及分解
Al2O3·3H2O（225℃）→AlO3·H2O+2H2O
Al2O3·H2O(500-550℃)→γ-Al2O3+H2O
γ-Al2O3(900℃開始/1200℃維持)→α-AL2O3
在帶冷卻機的回轉窯中進行，重油煤氣作燃料，產物Al2O3或于管狀機中冷卻或送入車間直接電解。
4 母液的蒸發與苛化
生產過程因各種原因進入大量水分，會引起縮環母液濃度降低，需適時蒸發水分，保持母液濃度。
浸出過程中，高濃度的苛性鈉與礦石中碳酸鹽反應或空氣中CO2反應，使 NaOH部分轉化為Na2CO3或形成Na2CO3·H2O。均不能溶解Al2O3水合物，需轉變為有用的NaOH，即利用石灰乳與其苛化反應生成NaOH溶液。
Na2CO3+Ca(OH)→2NaOH+CaCO3

（二）堿石灰燒結法生產Al2O3。適于處理鋁硅比小于4的鋁土礦 （如圖）
1）實質：是鋁土礦與足量Na2CO3、石灰配成爐料，在1200℃下燒結，生成可溶于水的鋁酸鈉（Na2O·Al2O3）。其中SiO2與碳生成不溶于水的原硅酸鈣（2CaO·SiO2），用稀堿溶液浸入Na2O·Al2O3，與2CaO·SiO2分離。溶液脫S后通入CO2氣體進行碳酸化分解，析出Al(OH)3及碳分母液，用過濾機將兩者分離。氫氧化鋁經洗滌后，最終送煅燒，分解成Al2O3。母液經蒸發濃縮，用于配料處理循環使用。
2）工藝為：生料燒結，熟料溶化，鋁酸鈉液脫硅，碳酸化分解。
參考資料：

標簽：三氧化二鋁工藝流程出來