我国明矾石矿产资源储量丰富,已探明约3亿吨,世界位居前列。明矾石主要含有铝、钾和硫元素,提取其中有价元素综合利用明矾石是行业研究热点之一。我国作为农业生产大国,钾肥始终供不应求,属于缺钾国家;同时,作为氧化铝生产大国,我国每年依旧需要大量进口铝土矿,以满足工业生产需求。因此,如何更有效的综合利用明矾石制备钾肥、氧化铝具有实际应用价值。本文围绕明矾石高附加值综合利用,以明矾石为原料通过单因素实验得到钾、铝元素分步提取的工艺条件。研究工艺条件对钾和铝提取率的影响。采用响应曲面法对明矾石提取钾元素进行了优化。通过研究明矾石钾浸出过程动力学确定该反应受化学反应控制。将提取铝后得到的含硫酸铝铵的溶液与碳酸氢铵反应,经沉淀、焙烧工序制备出超细氧化铝粉体材料主要研究结果如下:(1)提高浸出温度、时间、氢氧化钾浓度、明矾石与氢氧化钾物料摩尔比对钾元素提取率均有显著增加作用。响应曲面法表明,浸出温度为86℃、浸出时间为90 min以及氢氧化钾浓度为11%的条件下,钾元素的提取率达到99.15%。此浸出过程动力学表观活化能为76 k J/mol。(2)在浸出温度为95℃、浸出时间为2 h、硫酸氢铵浓度为60%、硫酸氢铵与提钾产物摩尔比为3的条件下,铝元素提取率达到95.46%。最终制备氧化铝粉体材料中位径为5.538μm,属于超细粉体材料。