氧化鋁的生產(chǎn)
    目前，生產(chǎn)鋁的方法一般是采用先從含鋁的礦石中制得氧化鋁，然后以氧化鋁為原料，用熔鹽電解的方法制取金屬鋁。

    一、從鋁礦石中提取氧化鋁
從含鋁礦石提取氧化鋁的方法，目前有堿法和酸法兩種。
堿法有拜爾法、堿石灰燒結(jié)法、石灰燒結(jié)法、拜爾-燒結(jié)聯(lián)合法、高壓水化學(xué)法等。拜爾法一直是生產(chǎn)氧化鋁的主要方法，其產(chǎn)量約占全世界氧化鋁總產(chǎn)量的90%以上。
酸法有硫酸法、鹽酸法、硝酸法。酸法是用無機酸溶出和處理含鋁原料，原料中的氧化硅基本上不與酸反應(yīng)而留在渣中，得到含鐵的鋁酸鹽酸性水溶液，經(jīng)除鐵凈化后的鋁鹽酸性溶液可通過不同方法得到鋁鹽水化合物結(jié)晶或氫氧化鋁結(jié)晶，煅燒后得到氧化鋁。酸法主要用于處理粘土、高嶺土等高硅低鐵含鋁原料。

    含鋁礦物有250余種，其中能用于工業(yè)生產(chǎn)的礦物主要是鋁土礦、明礬石、霞石和高嶺土等。據(jù)統(tǒng)計，2002年，全世界已探明的鋁土礦儲量約246.9億噸，儲量豐富的主要國家有幾內(nèi)亞、澳大利亞、牙買加、巴西、印度等，其中幾內(nèi)亞、澳大利亞、牙買加、巴西、印度、圭亞那六國的儲量約占世界鋁土礦總儲量的70%。

鋁土礦床的賦存狀態(tài)，大致分為三類：
    新生代紅土型礦床、古生代巖溶型礦床、古生代（或中生代）其他型礦床。 紅土型礦床以三水鋁石型礦石為主，其次為三水鋁石和一水軟鋁石混合型礦石。礦石質(zhì)量較好，以高鐵、低硅、高鋁硅比（鋁和硅之比）為特點，是鋁工業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料，主要分布在赤道附近地區(qū)的國家，如幾內(nèi)亞、澳大利亞、牙買加、巴西、印度等國家。

    巖溶型礦床以一水硬鋁石為主，其次為一水硬鋁石和一水軟鋁石混合型礦石。礦石以高鋁、高硅、中低鋁硅比為特點。主要分布在中國、南歐和加勒比海等一些國家。
其他型礦床的礦石類型與巖溶型礦床相似，但礦床規(guī)模較小，礦石質(zhì)量較差，工業(yè)意義不大。在歐、亞大陸及北美東西部有大量分布。

這里主要是介紹堿法生產(chǎn)氧化鋁  
（一）拜爾法
    拜爾法是奧地利科學(xué)家拜爾（K.J.Bayer）于1889年發(fā)明的，其原理用苛性鈉溶液在高溫下溶解鋁土礦中的氧化鋁，得到鋁酸鈉溶液。溶液與殘渣（赤泥）分離后，降低溫度，其中氧化鋁成為過保和，加入氫氧化鋁作晶種，經(jīng)長時間攪拌，溶液中的Al2O3成為氫氧化鋁沉淀析出，洗凈，并在950～1200℃溫度下煅燒，便得到氧化鋁成品。析Al(OH)3后的溶液稱為母液，蒸發(fā)濃縮后循環(huán)使用，蒸發(fā)時析出的Na2CO3?H2O,需用石灰苛化，使其轉(zhuǎn)化成為NaOH,繼續(xù)使用。
由于三水鋁石、一水軟鋁石、一水硬鋁石的結(jié)晶構(gòu)造不同，在苛性堿溶液中的溶解性能有較大差異，所以，需要采取不同的溶出條件，主要是溶出的溫度不同。處理三水鋁石型鋁土礦的溶出溫度比較低，140～150℃溫度下溶出，溶出液的濃度也比較低，120～140克/升Na2Ok。而處理一水軟鋁石和一水硬鋁石型鋁土礦的溶出溫度在240～260℃，溶出液的濃度在180～250克/升Na2Ok。
拜爾法適用于處理低硅鋁礦石，特別是用在處理三水鋁石的鋁土礦時，工藝流程簡單、建設(shè)投資省、操作方便、產(chǎn)品質(zhì)量高，其經(jīng)濟效益比其他方法好。
 
（二）堿石灰燒結(jié)法  
    堿石灰燒結(jié)法適用于處理高硅鋁土礦，該法是將鋁土礦、碳酸鈉和石灰按一定比例混合配料，在回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒結(jié)成由鋁酸鈉(Na2O?Al2O3)、鐵酸鈉(Na2O?Fe2O3)原硅酸鈣(2CaO?SiO2)和鈦酸鈣(CaO?TiO2)組成的熟料。然后用稀堿溶液溶出熟料中的鋁酸鈉。此時鐵酸鈉水解得到的NaOH進入溶液。當控制適當?shù)娜艹鰲l件時，原硅酸鈣不會大量地與鋁酸鈉溶液發(fā)生反應(yīng)，而與鈦酸鈣、Fe2O3?H2O等組成赤泥進行分離洗滌后排入赤泥堆場。溶出熟料得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)過專門的脫硅處理，SiO2形成含水鋁硅酸鈉（又稱鈉硅渣）或3CaO2?Al2O3?xSiO2?(6～2x)H2O(x～0.1)沉淀，而使溶液得到提純。往經(jīng)過脫硅后的精制鋁酸鈉溶液中通入CO2氣體和加入晶種氫氧化鋁攪拌，得到氫氧化鋁沉淀和主要成份是鋁酸鈉溶液的母液。氫氧化鋁經(jīng)煅燒后成為氫氧化鋁成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。
堿石灰燒結(jié)法工藝流程較拜爾法復(fù)雜，氧化鋁回收率一般低于拜爾法，生產(chǎn)成本也高于拜爾法，但此法可以處理鋁硅比低的鋁礦石。
  
（三）聯(lián)合法  
聯(lián)合法是指拜爾法和燒結(jié)法聯(lián)合使用。根據(jù)聯(lián)合的方式不同，又分為并聯(lián)法、串聯(lián)法和混聯(lián)法。

1．并聯(lián)法。
    并聯(lián)法是前蘇聯(lián)于20世紀30年代最早研制成功的。所謂并聯(lián)法，就是拜爾法與燒結(jié)法平行作業(yè)，分別處理高品位鋁土礦和低品位鋁土礦。燒結(jié)法占總生產(chǎn)能力的10%～15%，用以補充流程中苛性鈉的消耗，用純堿與礦石燒結(jié)，SiO2以鋁硅酸鈉形態(tài)排入赤泥。由于燒結(jié)部分還要將拜爾法中一水碳酸鈉轉(zhuǎn)化為NaOH的過程，整個流程的堿耗都由純堿補充，所以并聯(lián)法能取得較好的經(jīng)濟效果。

2．串聯(lián)法。
    串聯(lián)法是1931年前蘇聯(lián)研制成功的，此法是用燒結(jié)法回收拜爾法赤泥中的Na2O和Al2O3。將拜爾法部分的赤泥配入石灰和純堿后，經(jīng)燒結(jié)、溶出、脫硅制得的鋁酸鈉溶液與拜爾法部分的鋁酸鈉溶液混合，加入晶種分解制得氫氧化鋁，經(jīng)煅燒后為成品氧化鋁。母液用于溶出下批礦石。串聯(lián)法主要優(yōu)點是提高了資源利用率，減少了堿耗，用較廉價的純堿代替燒堿（NaOH），而Al2O3的回收率也較單獨的拜爾法高。此法適用于處理中等品位的鋁礦石。

3．混聯(lián)聯(lián)合法
    混聯(lián)聯(lián)合法是我國鋁工業(yè)科技工作者于20世紀60年代結(jié)合我國具體情況而獨創(chuàng)出來的一種工藝流程，在世界上只有我國采用這種生產(chǎn)方法?；炻?lián)聯(lián)合法是并聯(lián)法和串聯(lián)法兩種方法的綜合。燒結(jié)法部分除了處理拜爾法赤泥外，還處理一部分低品鋁礦石?；炻?lián)聯(lián)合法的優(yōu)點是溶出過程的技術(shù)條件比拜爾法低，提高Al2O3的回收率，降低堿耗，經(jīng)濟效益好；缺點是流程比較復(fù)雜