铝土矿的溶出过程是拜耳法生产氧化铝的关键环节之一，由于其溶出过程的复杂性和溶出过程的高温高压条件，限制了对其溶出过程机理和动力学更深入的研究和理解，尤其是缺乏对三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石等矿物溶出过程动力学行为的系统和深入的对比研究。基于此本文借助最先进的高压DSC技术，以合成矿物和天然矿物为研究对象对比研究了铝土矿在碱液中溶出过程的动力学行为，并从“分形几何”、“剩余浓度”以及“粒度分布”的角度研究了天然矿物溶出过程的动力学模型。　　首先，采用分解法、水热法和浮选法分别合成了三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石矿物，分析其纯度分别为99.86％、98.02％和85.00％。利用高压DSC技术分析了合成矿物高压溶出过程的动力学。热分析曲线表明，三种类型的合成矿物与NaOH溶液的反应都属吸热反应;三水铝石的溶出反应吸热峰分布在50℃和170℃之间，最高吸热峰在90℃左右;一水软铝石的溶出反应吸热峰分布在95℃和180℃之间，最高吸热峰在118℃左右;一水硬铝石的溶出反应吸热峰分布在110℃和190℃之间，最高吸热峰在121℃左右。　　其次，基于合成矿物的高压DSC热分析，采用积分和微分两种非等温反应动力学方法对合成矿物在碱性溶液中溶出过程的动力学模型进行了筛选，从多个经验机理函数中逻辑选择了能够描述溶出反应的最可几机理函数。结果表明，合成的三水铝石、一水软铝石和一水硬铝石在NaOH溶液中溶出过程的化学反应控制段的化学反应机理函数相同，为f(α）=（1-α）2;当溶出过程处于扩散控制段，三水铝石的扩散机理函数为f(α）=(3/2)[(1-α)-1/3-1]-1，一水铝石的扩散机理函数为f(α)=(3/2)(1-α)2/3[1-(1-α)1/3]-1，都是关于反应分数α的1/3级函数，反应分数随温度变化的程度相同。因此可以用同一种形式的动力学方程来描述三种铝土矿的溶出过程。　　第三，利用数值拟合方法分别检验了基于“未反应核”的化学反应控制动力学模型和“未反应核”内扩散控制模型(DC)，拟合结果表明其与实验数据之间的拟合性很差，因此认为未反应核模型不能准确描述天然铝土矿的溶出过程。本文考虑天然铝土矿颗粒的无规则形状以及粗糙的表面，引入“分形几何”概念，同时考虑矿物颗粒中Al元素不能完全被浸出的事实，引入“剩余浓度”概念，建立了均一颗粒的“剩余浓度-分形模型(RC+F)”:dCAl/dt=k（1-CAl/C0Al）DR/3（C0NaOH-CAl）（C0Al-C∞Al-CAl）数值拟合的结果表明:RC+F模型与实验值有很好的拟合性，故认为该模型能够描述均一铝土矿颗粒的溶出过程。　　第四，考虑到铝土矿粒度对溶出过程的影响，在RC+F均一粒度模型的基础上，建立了粒度分布-剩余浓度-分形溶出模型(PSD+RC+F)以描述非均一粒度铝土矿颗粒的溶出过程，其表达式为:dCAl/dt=k（C0NaOH-CAl)(C0Al-C∞Al-CAl）∫lmax min lDR-3 fv(l)/∫∞0 fv(l)/l3 dl dl通过研究铝土矿颗粒在碱液中粒度体积概率分布函数，得到了能够很好描述天然铝土矿溶出过程的PSD+RC+F模型:修正gamma分布函数的PSD+RC+F模型和分段粒度分布分形方程的PSD+RC+F模型。其中修正gamma分布函数为:fv(l)=τ1lα1e-l/β1+τ2lα2e-l/β2+τ3lα3e-l/β3+τ4lα4e-l/β4分段粒度分布分形方程的表达式为:fv=-c13-Dpsd1/λ1（L/λ1)2-Dpsd1（lmin≤L≤lcl)-c23-Dpsd2/λ2(L/λ2)2-Dpsd2（lcl＜L≤lc2）-c33-Dpsd3/λ3(L/λ3)2-Dpsd3（lc2＜L≤lc3）-c43-Dpsd4/λ4（L/λ4）2-Dpsd4（lc3＜L≤lmax）。