热还原法可以炼铝，但成本太高。电解法用于工业炼铝。主要原理是霍尔-埃鲁铝电解:以纯氧化铝为原料，电解制铝。因为纯氧化铝熔点高(约2045℃)，很难熔化。因此，工业上采用熔融冰晶石(Na3AlF6)作为熔剂，使氧化铝在1000℃左右溶解在液态冰晶石中，成为冰晶石和氧化铝的熔体。然后，在电解池中，熔融的冰晶石和氧化铝被熔化。

铝生产过程中有四个环节形成完整的产业链:铝矿开采-氧化铝生产-电解铝冶炼-铝加工生产。

一般来说，两吨铝矿生产一吨氧化铝；两吨氧化铝生产一吨电解铝。

(一)氧化铝的生产方法

迄今为止，已经提出了许多从铝矿或其它含铝原料中提取氧化铝的方法。由于技术和经济原因，一些方法已经被淘汰，而另一些方法仍处于实验研究阶段。提出的氧化铝生产方法可分为四类，即碱法、酸法、酸碱结合法和热法。目前只有碱法用于大规模工业生产。

铝土矿是世界上最重要的铝资源，其次是明矾石、霞石和粘土。目前，在世界氧化铝工业中，除俄罗斯用霞石生产部分氧化铝外，世界上几乎所有的氧化铝都是用铝土矿生产的。

铝土矿是一种主要由三水铝石、一水硬铝石或一水硬铝石组成的矿石。迄今为止，我国可用于氧化铝生产的铝土矿资源全部为一水硬铝石型铝土矿。

铝土矿中氧化铝的含量变化很大，从30%左右到70%以上不等。除氧化铝外，铝土矿中的主要杂质是二氧化硅、氧化铁和氧化钛。此外，它还含有少量或微量的钙和镁的碳酸盐、钾、钠、钒、铬、锌、磷、镓、钪、硫等化合物和有机物。铝土矿中镓含量虽少，但在氧化铝生产过程中会逐渐积累在循环母液中，因此可以有效回收，成为生产镓的主要来源。

衡量铝土矿质量的主要指标之一是铝土矿中氧化铝含量与二氧化硅含量的比值，俗称铝硅比。

用碱法生产氧化铝时，用碱(NaOH或Na2CO3)处理铝矿石，使矿石中的氧化铝转化为铝酸钠溶液。矿石中的铁、钛和其他杂质以及大部分硅变成不溶的化合物。不溶性残渣(红泥)从溶液中分离出来，洗涤丢弃或综合处理回收有用成分。纯净的铝酸钠溶液可以分解沉淀出氢氧化铝，经分离、洗涤、煅烧后得到氧化铝产品。分解母液循环用于处理另一批矿石。氧化铝的碱法生产包括拜耳法、烧结法和拜耳-烧结法。

拜耳法是由奥地利化学家拜耳(K & middotJ & middotBayer)在1889 ~ 1892年发明了一种从铝土矿中提取氧化铝的方法。在过去的一个世纪里，技术有了许多改进，但基本原理没有改变。为了纪念拜耳的巨大贡献，这种方法一直使用拜耳法这个名称。

拜耳法包括两个主要过程。首先，在一定条件下从铝土矿中浸出氧化铝(氧化铝工业常用的术语是浸出)。以下)过程，随后是由过饱和铝酸钠溶液制取氢氧化铝的过程。这是拜耳公司提出的两项专利。拜耳法的本质是用湿法冶金从铝土矿中提取氧化铝。在拜耳法生产氧化铝过程中，含硅矿物会造成Al2O3和Na2O的损失。

在拜耳法中，铝土矿被粉碎，然后与石灰和循环母液一起进入湿磨，制成合格的矿浆。矿浆预脱硅并预热至溶解温度进行溶解。

溶解后的矿浆经自蒸发冷却后，进入稀释、沉降和赤泥分离工序(溶解后的固体残渣)。蒸发过程产生的二次蒸汽用于纸浆的预热。沉降后的赤泥洗入赤泥堆场，分离出的粗液(含固体漂浮物的铝酸钠溶液，下同)送至叶滤机。通过叶片过滤除去大部分浮游生物后，这种粗制液体被称为精液。

进入晶种分解工序，进行晶种分解，得到氢氧化铝。分解后的氢氧化铝经分级、分离、洗涤后，一部分作为晶种返回晶种分解工序，另一部分经焙烧得到氧化铝产品。晶种分解后分离出的分解母液经蒸发后返回溶解工序，形成闭路循环。氢氧化铝经焙烧得到氧化铝。

不同类型的铝土矿需要不同的溶出条件。三水铝石型铝土矿在105℃能很好溶解，一水硬铝石型铝土矿在200℃能快速溶解，而一水硬铝石型铝土矿必须在高于240℃的温度下溶解，其典型的工业溶解温度为260℃。溶解时间不少于60分钟。

拜耳法处理高铝硅比铝土矿，工艺简单，产品质量高，经济效果远好于其他方法。当它用于处理易溶解的三水铝石型铝土矿时，其优点更加突出。目前全世界生产的氧化铝和氢氧化铝90%以上是拜耳法生产的。由于我国铝土矿资源的特殊性，我国约50%的氧化铝由拜耳法生产。

拜耳法与烧结法相结合的工艺称为联合工艺。组合方式可分为并联组合方式、串联组合方式和混合组合方式。用什么方法生产氧化铝主要取决于铝矾土的品位(即铝硅比)。

从一般的技术经济角度来看，当铝硅比为3左右时，通常采用烧结法。拜耳法可用于硅比高于10的矿石；当铝土矿品位介于两者之间时，可采用联合法处理，以充分发挥拜耳法和烧结法各自的优势，取得较好的技术经济指标。目前世界氧化铝年产量约为5500万吨，我国约为680万吨。

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