氧化铝生产工艺近年来发展迅速,但由于开采效率低、氧化铝提取效率低等问题,导致我国氧化铝资源保有量大幅减少,到目前为止,中国可采储量为8.3亿吨,占全球总储量的3%,与此同时由于我国氧化铝生产工艺的不完善,导致了赤泥的钠碱含量较高,进一步造成一系列经济问题和环境污染问题。为跟随国家铝土矿资源发展规划,解决生产氧化铝工艺带来的一系列衍生问题,东北大学特殊冶金与过程工程所提出了后加钙-钙化碳化法生产氧化铝新工艺。本文对钙化、碳化转型过程的热力学进行分析,通过钙化、碳化转型过程实验研究了各个反应条件对于氧化铝溶出率、赤泥中钠碱含量的影响,并以实验室反应条件进行了工业规模的物料以及能量衡算。具体研究结果如下:（1）热力学分析结果表明,在323～573 K温度范围内,三水铝土矿钙化反应过程的的标准吉布斯自由能变数值为负,表明在该温度范围内反应都可以发生,并且随着温度的升高标准吉布斯自由能变数值减小。对于碳化反应过程,在323～573 K温度范围内,标准吉布斯自由能变数值为负,表明在该温度范围内反应都可以发生,但与钙化过程不同的是,随着温度的升高标准吉布斯自由能变数值增大,在323 K状态下数值最小,在573 K状态下数值最大。（2）三水铝土矿钙化转型实验结果表明:从脱碱效果考虑,最优条件为钙化温度200℃,钙硅比为3.5:1,反应时长为120min;从经济性方面考虑,最优钙化条件为钙化温度为180℃,钙硅比3.0:1,反应时长为60min;上述条件的溶出渣在碳化温度100℃,碳化反应时间90 min的条件下,最终氧化铝溶出率为70.10%,碳化渣钠碱含量可降至0.96%。（3）后加钙工艺可以减少溶出反应器的固体含量,进而减少了碱液溶出过程形成结疤、矿浆流动性差等问题,以印度尼西亚三水铝石型铝土矿为原料模拟进行物料衡算和能量衡算,后加钙工艺生产1吨氧化铝需要配入3594.36kg铝土矿、18514.08kg铝酸钠溶液、生石灰量为1041.35 kg;根据各部分反应热量,铝土矿与碱液升温所需热量为281.71 MJ,二者混合反应所需热量为194.01 MJ,钙化转型过程氧化钙升温所需热量为113.19MJ,钙化过程释放的热量为98.60MJ。由此计算出流程外加总热量为490.31 MJ。