碱法生产氧化铝的关键技术思路是:利用碱性溶液和化合物添加剂脱除铝土矿中的硅矿物，使之与溶出进入溶液的氧化铝分离。因此提高碱法生产氧化铝效率的核心问题是寻找高效低耗的脱硅产物及其生成的工艺条件。　　本文研究了两种使铝土矿中的硅矿物转变为铁水化石榴石的生产氧化铝新工艺。一种为使用含铁化合物类添加剂采用高分子比碱液对铝土矿预处理后再进行拜耳法溶出的工艺，一种是铝土矿拜耳法溶出后再用高分子比碱液对拜耳赤泥进行湿法处理的工艺。最终得到赤泥的A/S都在0.85以下，N/S都在0.25以下，赤泥中的脱硅产物均以含铁水化石榴石为主。　　本文采用水化铁酸钙作为添加剂，将铝土矿在一定条件下以高分子比碱液预处理后，再用拜耳法母液溶出能够得到A/S和N/S都较低的弃赤泥。如增加C3FH6加入量、提高预处理碱液浓度或降低预处理固含，溶出赤泥的A/S降低，N/S也降低;提高预处理温度、延长预处理时间，有利于降低溶出赤泥的A/S。提高溶出温度、延长溶出时间，有利于降低溶出赤泥的A/S和N/S。用工业原料磁铁矿和石灰石制得的铁酸二钙，加入石灰水化得到C3FH6。在NK220g/L、温度为150℃的条件下，加入C3FH6，对铝土矿预处理2h，再在260℃溶出60min，所得到赤泥中的A/S可达0.74、N/S可降到0.24。　　本文采用铁酸钙作为添加剂在高分子比碱液条件下对铝土矿预处理后，再进行拜耳法母液溶出，能够使弃赤泥的A/S降到0.85以下，N/S降到0.25以下。其预处理和拜耳法溶出规律与采用C3FH6规律相同。用工业原料磁铁矿和石灰石制得的C2F，在NK260g/L、温度为160℃的条件下，对铝土矿预处理2h，再在250℃溶出60min，得到赤泥的A/S可达0.69、N/S可降到0.21。　　本文采用添加剂铁酸钠，在高分子比碱液条件下，对铝土矿预处理后再进行拜耳法母液溶出，也能达到降低赤泥A/S和N/S的目的。在温度150℃、时间2h、碱液浓度NK220g/L的条件下，采用NF对铝土矿预处理，再在260℃溶出60min。当按SiO2系数为1.0～2.4的范围添加NF时，溶出赤泥A/S在0.74～0.84之间，N/S在0.11～0.24之间。　　本文以赤泥选铁精矿制备得到的C2F和NF作添加剂，采用NK为260g/L的碱液，对铁含量较高的铝土矿PG在150℃预处理2h，再在260℃、拜耳法母液中溶出1h，得到的赤泥A/S分别为0.52、0.75，N/S均为0.01。　　本文针对铝土矿PG铁含量较高的特殊性，仅加入石灰，采用高分子比碱液对铝土矿预处理，再进行拜耳法母液溶出，即可降低赤泥的A/S和N/S。随石灰添加量增加，溶出赤泥A/S先较快降低，到石灰添加量大于7％后，赤泥A/S有所升高。随石灰添加量增加，溶出赤泥N/S降低。预处理过程中，碱液浓度升高或固含降低，均有利于溶出赤泥A/S和N/S的降低。在150℃，碱液浓度NK为260g/L，石灰添加量为9％的条件下对铝土矿PG进行预处理，之后再采用拜耳法母液在260℃溶出1h，可得到赤泥A/S为0.73、N/S为0.12的较好结果。　　本文采用X-荧光分析、X-射线衍射、扫描电镜和能谱分析等方法，使用C3FH6、C2F作添加剂，对于高铁含量的铝土矿PG可仅加入石灰，研究了铝土矿先用高分子比碱液进行预处理、再使用拜耳法母液溶出过程中硅矿物的反应行为。结果表明，在高分子比碱液条件下采用含铁化合物类添加剂，在铝土矿预处理过程中，就有SiO2系数接近于1的铁水化石榴石脱硅产物生成，该铁水化石榴石不仅可代替石灰促进一水硬铝石的拜耳法溶出，且能在溶出过程中较稳定存在，从而达到降低赤泥A/S和N/S的目的。在以上研究基础上，形成了处理中低品位铝土矿一个新的技术思路，即铝土矿预处理再溶出新工艺。　　本文系统研究了采用高分子比碱液对拜耳溶出赤泥进行湿法处理的基本规律。在相同的试验条件下，湿法处理后的弃赤泥的A/S与C/S的关系为一“V”形曲线，N/S与C/S的关系为一斜“L”形曲线，即随C/S的增加，赤泥A/S先降低然后基本保持不变，最后升高;而赤泥N/S先显著降低，然后保持不变。当提高苛性碱浓度时，赤泥A/S、N/S也随之升高。随溶出液aK升高，赤泥A/S则降低。提高温度有利于降低弃赤泥的A/S和N/S。拜耳法溶出时，少加入石灰，拜耳赤泥湿法处理时多加石灰，有利于降低弃赤泥的A/S和N/S。拜耳赤泥中氧化铁含量高，有利于降低弃赤泥的A/S和N/S。用苛性碱浓度NK为130g/L的碱液，在温度为260℃、时间为90min的条件下，湿法处理某铝土矿拜耳赤泥，得到弃赤泥的A/S为0.61，最低可达0.50; N/S为0.04.，最低可达0.01。通过这些试验结果的研究分析，形成了可高效低耗处理低品位铝土矿的湿法串联生产氧化铝的新流程和新工艺。　　在氧化铝试验厂，完成了A/S为4.3的铝土矿湿法串联新工艺全流程工业试验，包括连续进行了高苛性比溶液的脱铝、脱铝渣代替石灰拜耳法溶出以及拜耳赤泥湿法处理全流程的工业试验。工业试验稳定运行了45天。赤泥湿法处理系统平均流量为10.5m3/h，拜耳赤泥在260℃溶出60～90min，弃赤泥A/S为0.78～0.85，N/S为0.06～0.18，全流程工业试验验证了实验室试验的结果，开发了湿法串联新工艺一系列的关键技术。　　本文针对多种铝土矿HN、SX、CT、CQ，进行了湿法串联新工艺的试验。通过对各种铝土矿的拜耳溶出赤泥，以及湿法处理后的弃赤泥，进行衍射和能谱分析可知，弃赤泥中的脱硅产物以铁、钛取代铝的水化石榴石为主，SiO2的饱和系数接近2。主要脱硅产物组成的改变是弃赤泥A/S和N/S降低的根本原因。在工业试验中进一步验证了如下基本规律:拜耳赤泥中的钙霞石在湿法处理过程中可转变为含铁水化石榴石。　　本文研究得出结论，高苛性比碱液是产生脱硅产物——含铁水化石榴石的必要条件。在高苛性比碱液条件下，处理浆液中如存在石灰、含铁化合物，如水化铁酸钙、铁酸钙、铁酸钠、赤铁矿、针铁矿等，都有可能使硅矿物，包括高岭石、钠硅渣、水化石榴石等生成含铁水化石榴石，其基本组成结构为3CaO·Fe2O3·(Al2O3、TiO2)·nSiO2·(6-2n)H2O，从而获得A/S和N/S都较低的弃赤泥。