棕剛玉冶煉是利用鋁對氧的親和力比貼,硅鈦等元素打的基本原理,通過控制還原劑的數量,用還原冶煉的方法使鋁樊土中的主要雜質還原,被還原的雜質生成硅鐵合金并與剛玉溶液分離,從而獲得結晶質量符合要求,AL2O3的質量分數大于百分之94.5的棕剛玉。
有關氧化物的標準生成自由能與溫度T的關系如圖,從中可以判斷出采用電熔換元法是否能將高鋁樊土中除AL2O3意外的其他氧化物予以還原及分離出去。
從上述分析中可以看出,用高鋁礬土直接冶煉棕剛玉,從理論上說,只要加入足夠的碳,并將溫度控制在1800度就可以將樊土中除AL2O3和CAO以外的其他氧化物圓環成金屬二分離出去,并保持AL2O3與其他氧化物分開的目的,熔煉后被清除大部分雜質的AL2O3經冷卻,再結晶即可形成棕剛玉。