在1200℃下燒結時，鋁土礦中的氧化鋁與碳酸鈉反應生成可溶性的鋁酸鈉，雜質氧化鐵、二氧化硅和二氧化鈦分別被燒結生成鐵酸鈉、原硅酸鈣和鈦酸鈣。要求燒結所得到的熟料具有適當的強度和可磨性，溶出后的赤泥沉降性好。用熟料中的氧化鋁和苛性堿的標準溶液出率來衡量熟料質量的好壞。標準溶出率就是指為了使熟料中可溶性氧化鋁和苛性堿能全部溶出而不進入泥渣的溶出率，通常要求96%。優(yōu)質熟料粒度均勻（大部分30～50mm），堆積密度1.20～1.30，黑灰色。為此，要求嚴格的控制生料漿的配制，即鋁硅比、鐵鋁比、堿比、鈣比、水分、固定碳含量及干生料的粒度；嚴格控制繞結溫度。我國采用低堿高鈣配方，熟料質量較好。
在用熱水溶出鋁酸鈉時，鐵酸鈉水解出游離苛性堿。原硅酸鈣和鈦酸鈣不溶于水，與堿溶液的反應也較弱。用稀酸溶液溶出時?？蓪⑹炝现械难趸X和苛性堿溶出，得到鋁酸鈉溶液，與赤泥中的原硅酸鈣、鈦酸鈣和水合三氧化二鐵殘渣分離。如果溶出制度不當，盡管熟料質量好，溶出過程也會因發(fā)生一系列二次反應而使溶出來的氧化鋁和苛性堿又進入赤泥。根據低鐵熟料的特點，我國研究出低苛性比值在80℃下二段磨料溶出流程，氧化鋁和苛性堿的溶出率都達到92%～93%，得到的鋁酸鈉溶液中含Al2O3達100g/L。
溶出時由于原硅酸鈣與鋁酸鈉溶液發(fā)生二次反應，熟料的溶出液中通常含二氧化硅達4～6g/L，硅量指數僅為20～30，需要進行專門脫硅。通常在150～170℃下的壓煮器中以水合鋁硅酸鈉形式進行一段脫硅，使硅量指數達400，再進行第二段加石灰常壓脫硅（形成水化石榴石），使硅量指數達1000以上。在經過脫硅得到的純凈鋁酸鈉精液中通入二氧化碳氣體，使溶液中的苛性堿變?yōu)樘妓釅A，降低了鋁酸鈉的穩(wěn)定性，添加一定量的晶種（晶種系數0.4～0.6），使氫氧化鋁從溶液中析出來，得到氫氧化鋁和碳酸母液。碳酸化分解的分解率為70%，分解離再高就會含Na2O太高，使產品不合格。
堿石灰燒結法
適用于處理高硅的鋁土礦，將鋁土礦、碳酸鈉和石灰按一定比例混合配料，在回轉窯內燒結成由鋁酸鈉(Na2O·Al2O3)、鐵酸鈉(Na2O·Fe2O3、原硅酸鈣（2CaO·SiO2）和鈦酸鈉（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也進入溶液。如果溶出條件控制適當，原硅酸鈣就不會大量地與鋁酸鈉溶液發(fā)生反應，而與鈦酸鈣、Fe2O3·H2O 等組成赤泥排出。溶出熟料得到的鋁酸鈉溶液經過專門的脫硅過程，SiO2O形成水合鋁硅酸鈉(稱為鈉硅渣)或水化石榴石3CaO·Al2O3·xSiO2·(6－2x)H2O沉淀(其中x≈0.1),而使溶液提純。把CO2氣體通入精制鋁酸鈉溶液，和加入晶種攪拌，得到氫氧化鋁沉淀物和主要成分是碳酸鈉的母液。氫氧化鋁經煅燒成為氧化鋁成品。水化石榴石中的Al2O3可以再用含Na2CO3母液提取回收。
堿石灰燒結法的主要化學反應如下：
燒結：
Al2O3+Na2CO3─→Na2O·Al2O3+CO2
Fe2O3+Na2CO3─→Na2O·Fe2O3+CO2
SiO2+2CaCO3─→2CaO·SiO2+2CO2
TiO2+CaCO3─→CaO·TiO2+CO2
熟料溶出：
Na2O·Al2O3+4H2O─→2NaAl(OH)4（溶解）
Na2O·Fe2O3+2H2O─→Fe2O3·H2O↓+2NaOH（水解）
脫硅：
1.7 Na2SiO3+2NaAl(OH)4─→Na2O·Al2O3·1.7SiO2·nH2O↓+3.4NaOH
3 Ca(OH)2+2NaAl(OH)4+x Na2SiO3─→ 3CaO·Al2O3·x SiO2·(6-2x)H2O↓+2(1+x)NaOH
分解：
2NaOH+CO2─→Na2CO3+H2O
NaAl(OH)4─→Al(OH)3↓+NaOH
中國堿石灰燒結法生產氧化鋁的主要技術成就是：在熟料燒成中采用低堿比配方，在熟料溶出工藝中采用二段磨料和低分子比溶液，以抑制溶出時的副反應損失，使熟料中Na2O和Al2O3的溶出率分別達到94～96％和92～94％。Al2O3的總回收率約90％,每噸氧化鋁的Na2CO3的消耗量約 堿石灰燒結法(lime soda sintering process) 用純堿及石灰石與鋁礦物共同燒結處理鋁礦石的一種氧化鋁生產方法，在拜耳法廣泛用于工業(yè)生產之后，在工業(yè)上本法僅用于處理低品位高硅鋁礦物。 簡史 1858年法國的呂•查德里(Le Chatelier)提出用碳l酸鈉同鋁土礦燒結，溶出燒結產!物后將得到的鋁酸鈉溶液通二氧化碳氣分解，析出氫氧化鋁；再將氫氧化鋁煅燒成氧化鋁，于1860年制得首批氧化鋁。在當時西方國家的一些文獻中，將燒結法稱為呂•查德里法。用這種方法處理含氧化硅較高的鋁土礦時，氧化鋁和堿的損失很大。1880年繆勒(G．Muller)提出在燒結配料中加入石灰石以減少i氧化鋁和堿的損失。1902年巴卡爾德(H．Packard)確定1molSiO2配入2molCaO的配料方案。后來就一直沿用這一配料方案，即Na2O：Al2O3=1，CaO：SiO2=2。但至1911年拜耳法專利期滿之后，堿石灰燒結法即不再用于處理高品位鋁土礦。 前蘇聯最初發(fā)現的鋁礦為低品位鋁土礦，為此于1932年和1938年分別建成采用干式燒結和濕式燒結的堿石灰燒結法氧化鋁廠。從20世紀50年代到60年代又相繼建成處理霞石的燒結浩工廠。中國在1954年建成用燒結法處理鉛±礦的山東鋁廠。這樣．堿石灰燒結沽在一些高品位鉛士礦資源有限而低品位鋁土礦或萁他高硅鉛冶金原料豐富的國家．又獲礙了應用．工藝技術也日趨完善。 工藝 主要由破碎、細磨、燒結(見鋁政鹽爐料燒結)、熟料溶出(見鋁酸鹽熟料溶出)、赤泥分離(見赤泥分離與洗滌)、脫硅(見鋁酸鈉溶液脫硅)，碳酸化分解(見鋁酸鈉溶液碳畦化分解)和加種子分解(見鋁酸鈉溶液加種子分解)、煅燒(見氫氧化鋁溶液)等過程組成(見圖)。 砬碎后的鉛土礦和石灰按規(guī)定比倒進入膳機，井配入一定數量經蒸發(fā)的碳酸化分解母渡和新的純堿進行細磨。睹細后的料漿精進行調整，以保證符合配料要求。將經調整的合格生科漿噴人回轉窯內在高溫下燒 結，爐料在燒結過程中發(fā)生生成鋁酸鈉、鐵酸鈉、硅酸二鈣等的反應： 燒結所得的熟料由赤泥洗液、氫氧化鋁洗液和少量鋁酸鈉溶液碳酸化分解母液調配而成的稀苛性堿液進行溶出，得到成分合適的鋁酸鈉溶液。分離的赤泥經洗滌回收其附著的苛性堿和氧化鋁。在溶出過程中，因2CaO•SiO2被溶液中的NaOH、Na2CO3分解，導致溶液含SiO2高達5～6g/L，故需要設置專門的脫硅作業(yè)，以使溶液凈化，保證分解所得氫氧化鋁純度達到要求。脫硅過程析出的硅渣返回配料。脫硅后的精液大部分進行碳酸化分解，少部分進行加種子分解，所得種分母液用于脫硅，以提高溶液的穩(wěn)定性。碳酸化分解析出氫氧化鋁并得到含Na2CO3的碳酸化分解母液： 碳酸化分解母液經蒸發(fā)濃縮后返回配料。即碳酸鈉在生產過程中供循環(huán)使用。氫氧化鋁經洗滌和煅燒后即得到氧化鋁成品。 適用性本法工藝流程比較復雜，能耗高，僅燒結過程的能耗就超過了拜耳法的全部能耗，產品質量和成本也不及拜耳法，僅用于處理低品位的高硅鋁土礦。 在氧化鋁生產中，隨礦石硅鋁比的降低，各種原材料消耗增大，設備增加，各項技術經濟指標也隨之下降。用堿石灰燒結法處理的鋁土礦，其鋁硅比不應低于3～3.5；霞石礦則不應低于0.7。根據中國鋁土礦資源情況，堿石灰燒結法在未來可能主要用于處理拜耳一燒結聯合法中的拜耳法部分產出的赤泥。
