拜耳法是精煉鋁土礦以生產氧化鋁（氧化鋁）的主要工業手段，由 Carl Josef Bayer 開發。 鋁土礦是最重要的鋁礦石，僅含 30–60% 的氧化鋁 (Al2O3)，其余為二氧化硅、各種氧化鐵和二氧化鈦的混合物。 氧化鋁必須進一步純化才能提煉成金屬鋁。

鋁土礦是水合氧化鋁和鐵等其他元素的化合物的混合物。 鋁土礦中的鋁化合物可能以三水鋁石 2(Al(OH)3)、勃姆石 (γ-AlO(OH)) 或水鋁石 (α-AlO(OH)) 的形式存在； 鋁成分和雜質的不同形式決定了提取條件。 氧化鋁和氫氧化鋁是兩性的，這意味著它們既呈酸性又呈堿性。 Al(III) 在水中的溶解度非常低，但在高 pH 值或低 pH 值時都會顯著增加。 在拜耳法中，鋁土礦在壓力容器中與氫氧化鈉溶液（燒堿）一起在 150 至 200 °C 的溫度下加熱。 在這些溫度下，鋁在萃取過程中溶解為鋁酸鈉（主要是 [Al(OH)4]-）。 通過過濾分離殘留物后，當液體冷卻時沉淀出三水鋁石，然后用先前提取的細粒氫氧化鋁晶體作為晶種。 如果不添加晶種，沉淀可能需要幾天時間。

根據化學方程式，提取過程（消化）將礦石中的氧化鋁轉化為可溶性鋁酸鈉 NaAlO2：

Al2O3 + 2 NaOH → 2 NaAlO2 + H2O

這種處理也會溶解二氧化硅，形成硅酸鈉：

2 NaOH + SiO2 → Na2SiO3 + H2O

然而，鋁土礦的其他成分不會溶解。 有時在此階段添加石灰以將二氧化硅沉淀為硅酸鈣。 通過過濾掉固體雜質來澄清溶液，通常使用旋轉沙坑并借助于絮凝劑（例如淀粉）以去除細顆粒。 提取鋁化合物后的未溶解廢物，即鋁土礦尾礦，含有氧化鐵、二氧化硅、氧化鈣、二氧化鈦和一些未反應的氧化鋁。 最初的過程是將堿性溶液冷卻并通過通入二氧化碳進行處理，這是一種氫氧化鋁沉淀的方法：

2 NaAlO2 + 3 H2O + CO2 → 2 Al(OH)3 + Na2CO3

但后來，這讓位于用高純度氫氧化鋁 (Al(OH)3) 晶體作為過飽和溶液的晶種，這消除了冷卻液體的需要并且在經濟上更可行：

2 H2O + NaAlO2 → Al(OH)3 + NaOH

部分生產的氫氧化鋁用于制造水處理化學品，如硫酸鋁、PAC（聚合氯化鋁）或鋁酸鈉； 大量還用作橡膠和塑料的填料作為阻燃劑。 大約 90% 的三水鋁石通過在回轉窯或流體閃蒸爐中加熱至約 1470 K 的溫度轉化為氧化鋁 Al2O3。

2 Al(OH)3 → Al2O3 + 3 H2O

然后回收剩余的“用過的”鋁酸鈉溶液。 除了提高工藝的經濟性外，回收還會在液體中積累鎵和釩雜質，從而可以有利可圖地提取它們。

在三水鋁石沉淀過程中積累的有機雜質可能會導致各種問題，例如三水鋁石中高含量的不良物質、液體和三水鋁石的變色、腐蝕性物質的損失以及工作流體的粘度和密度增加。

對于二氧化硅含量超過10%的鋁土礦，由于形成難溶的硅酸鋁鈉，使收率降低，因此拜耳法變得不經濟，因此必須選擇其他工藝。

生產1噸氧化鋁需要1.9-3.6噸鋁土礦。 這是由于礦石中的大部分鋁在該過程中被溶解。 能源消耗在 7 GJ/噸到 21 GJ/噸之間（取決于工藝），其中大部分是熱能。 超過 90% (95-96%) 的氧化鋁用于 Hall-Héroult 工藝生產鋁。

赤泥是用氫氧化鈉消化鋁土礦時產生的廢物。 它的氫氧化鈣和氫氧化鈉含量高，化學成分復雜，因此腐蝕性很強，是潛在的污染源。 產生的赤泥量相當可觀，這促使科學家和煉油廠為其尋找用途。 一種這樣的用途是在陶瓷生產中。赤泥干燥成含有鐵、鋁、鈣和鈉的細粉。 當一些工廠使用廢物生產氧化鋁時，它會成為一種健康風險。

在美國，廢物被放置在大型蓄水池中，這是一種由大壩建造的水庫。 蓄水池通常襯有粘土或合成襯里。