近年来,随着我国铝工业的飞速发展,铝灰总量也急剧上升,任意堆放、填埋的处理方法已经不能满足社会的发展需要。过去积累的铝灰超过1000万吨,而且还以每年数百万吨的规模不断产生,潜力巨大。但铝灰成分复杂、处理难度高,所以目前还没有大规模无害的铝灰处理技术。本文研究是基于铝灰无害利用技术,设计工艺流程,建立预处理和焙烧系统。论文完成以下工作:（1）铝灰处理工艺研究。首先分析了铝灰通过铝灰的成分组成、粒度分布等关键特征,然后结合铝灰生产氧化铝所使用的技术,提出了铝灰处理的工艺流程和关键的工艺参数。（2）铝灰处理系统设计。根据工艺流程将处理系统分为预处理和焙烧处理两部分,依据工艺需求确定了每个系统的功能并详细的选定了组成设备。由于焙烧使用等离子炬作热源,为其设计了配套的回转窑和进出料系统。为了便于监测控制,完成了无线温度检测系统的设计,实现了回转窑的温度检测。根据等离子炬的进气、功率要求分析,提出了等离子炬的供气、供冷却水系统设计要求。（3）控制系统硬件设计。根据铝灰处理工艺,设计了基于PLC的控制系统总体硬件结构,分析了硬件设备的选择,设计了电气控制图。（4）控制系统软件设计。基于实际工艺流程和硬件系统,分析了控制系统软件设计的功能,设计了生产过程的顺序控制程序,设计了用于显示动态工艺流程、调整工艺参数的、故障显示等功能的人机界面。为PLC和人机界面建立了基于Modbus协议的通讯连接。