本文从铝土矿资源的可持续性发展、加快构建资源节约型社会的角度出发,顺应竞争日趋激励的世界氧化铝工业发展的要求,寻求使用高硫低铝硅比的铝土矿经济地生产氧化铝的方法,提出石灰拜耳法生产氧化铝脱硫研究的课题。本文首先对一元和三元型含水硫铝酸钙的热力学进行了研究。（1）采用迭代最小二乘法计算了一元和三元型含水硫铝酸钙标准Gibbs自由能,分别为G_{3CaO·Al2O3·CaSO4·12H2O}^θ=-8894.5KJ/mol,G_{3CaO·Al2O3·3CaSO4·6H2O}^θ=-9994.5KJ/mol。计算了一元和三元型含水硫铝酸钙生成反应的标准反应Gibbs自由能:ΔG_Ⅰ^θ=-104.96KJ/mol,ΔG_Ⅱ^θ=-95.54KJ/mol,两个反应ΔG^θ（?）0。这说明反应向生成一元和三型含水硫铝酸钙的趋势很大。（2）绘制了生成反应Gibbs自由能对温度T的函数曲线,当298K＜T＜545K时,ΔG₁,ΔG₂均是随着温度的升高先减小后增加,然而ΔG₃（T）先减小然后增加,再降低。（3）绘制了pH-温度T图,随着温度的升高,其pH不断降低。采用二水平多因素实验设计和响应面曲面试验设计,研究了硫铝酸钙合成的条件。以N_T、Al₂O₃、Na₂SO₄、CaO、反应时间、反应温度为考察因素,确定出N_T（P＜0.0001）、Na₂SO₄（P=0.0327）、反应时间（P=0.0229）、反应温度（P=0.0022）为硫铝酸钙合成的显著性影响因素。经过响应面优化后,确定出硫铝酸钙合成的最佳试验条件为:反应时间为65min左右,温度应在75-80℃之间,Na₂SO₄浓度越低越好,总碱度N_T在试验中的最佳范围为50-55g/L。采用正交实验设计,研究了石灰拜耳法溶出氧化铝的脱硫率和氧化铝溶出率。脱硫率影响因素的主次关系为:D＞A＞E＞C。较好工艺条件应为:石灰添加量A为10%、碱液浓度C为210g/L、温度D为245℃、脱硫时间E为70min。氧化铝溶出率影响因素的主次关系为:E＞A＞C＞D。较好工艺条件应为:石灰添加量为10%、碱液浓度为225g/L、温度为245℃、脱硫时间为70min。在最佳条件下,脱硫率为31.27%,氧化铝溶出率为90.80%。