فرآیند بایر (Bayer Process) برای تولید پودر تجاری آلومینا به کار می رود. البته روش های شیمیایی دیگری وجود داشته که خلوص بالاتر را می دهد که از جمله آن ها می توان به کلسینه نمودن نمک کمپلکس آلومینیم اشاره نمود. در فرآیند بایر بوکسیت بعد از خرد شدن تا ابعاد مش 60 تا 100 جهت حذف ناخالصی های رسی مورد شستشو قرار می گیرد. پودر بوکسیت شستشو داده شده به همراه محلول هیدرواکسید سدیم (130 تا 350 گرم Na2O بر لیتر) وارد محفظه اتوکلاو در فشار 5 تا 30 اتمسفر و دمای 170 تا 240 درجه سانتی گراد شده و تحت واکنش قرار می گیرد. بدین ترتیب عمل حل شدن به مدت 2 تا 8 ساعت تحت شرایط تلاطم مکانیکی انجام گرفته که در نتیجه آن یون های سدیم و AlO₂^- شکل می گیرد:

Al(OH)₃+NaOH→AlO₂^-+Na⁺+2H₂O

AlO(OH)+OH^-+H₂O→[AlO(OH)₂]^-

به عبارتی هیدرواکسیدهای آلومینیم در هیدرواکسید سدیم حل شده و نمک آلومینیم NaAl(OH)₄ شکل می گیرد در حالی که ناخالصی های همراه بوکسیت مانند TiO₂، SiO₂ و Fe₂O₃ و غیره به صورت ترکیبات کمپلکس مانند SiO₂.Fe(OH)₃ در آمده و در تغلیظ کننده های ثقلی به صورت لجن قرمز ته نشین می شود. بوکسیت های حاوی گیبسیت به علت قابلیت انحلال بالاتر می توان عملیات انحلال را با محلول سود با غلظت کمتر، در دمای پایین تر و در زمان کوتاه تری نسبت به بوکسیت های حاوی بوهمیت γ-AlO(OH) و دیاسپور α-AlO(OH) انجام داد. جدول زیر شرایط لیچینگ بوکسیت با سود سوز آور را با توجه به نوع مینرال تشکیل دهنده نشان می دهد:

به طور کلی هر اندازه غلظت سود بیشتر باشد سرعت انحلال بالاتر بوده اما در مراحل بعدی جهت رسوب دهی لازم است محلول را رقیق نمود زیرا غلظت بالای سود مشکلاتی در جابجایی حجم زیادی از محلول و فیلتراسیون ایجاد می نماید. معمولا مصرف محلول سود تجاری مقرون به صرفه نبوده و محلول سود مصرفی به واسطه واکنش بین کربنات سدیم و هیدرواکسید کلسیمدر همان اتوکلاو انحلال بوکسیت به صورت در جا تولید می شود:

Na₂CO₃+Ca(OH)₂→2 NaOH+CaCO₃

برای تولید Ca(OH)₂ به محلول لیچ مقدار کافی آهک اضافه می شود تا محلول با غلظت 140 گرم بر لیتر NaOH حاصل شود.

محلول لیچ به دست آمده را سرد می کنند تا حالت فوق اشباع پیدا کند. محلول را همزمان با آب رقیق می کنند تا واکنش بالا در جهت عکس صورت گرفته و رسوب Al(OH)₃ شکل گیرد. برای تسریع در تشکیل رسوب مقداری مواد جوانه زا مانند هیدرواکسید آلومینیم خالص اضافه می شود تا نقش هسته گذاری یا جوانه زا را داشته باشد. در مواردی گاز دی اکسید کربن نیز از محلول عبور داده شده که در این صورت عمل رسوب هیدرواکسید آلومینیم طبق واکنش زیر صورت می پذیرد:

2NaAlO₂+CO₂+3H₂O → NaCO₃+2Al(OH)₃

رسوب ایجاد شده پودر متبلور سفید رنگ از نوع آلومینای هیدراته بوده و دارای 65 درصد آلومینا و 36 درصد آب مولکولی و حداکثر 0.4 درصد اکسید سدیم می باشد و بسته به میزان pHهیدرواکسید رسوب نموده از نظر ساختار کریستالی متفاوت است. در pH>9 رسوب هیدرواکسیدی شامل تک کریستال گیبسیت و در pH<9 مخلوطی از گیبسیت و بوهمیت خواهد بود. رسوب هیدرواکسید مورد فیلتراسیون، شستشو، خشک کردن و آسیا نمودن قرار گرفته به طوری که دانه بندی 10 تا 100 میکرون و خلوص 99.5 درصد حاصل شود. برای این منظور تدابیر زیر در نظر گرفته می شود:

1- رسوب گیری از محلول آلومینات سدیم در دماهای پایین

2- رسوب گیری از محلول آلومینات سدیم رقیق

3- رسوب گیری از طریق خنثی سازی محلول آلومینات با H₂SO₄، CO^₂ و NaHCO₃

4- رسوب گیری از محلول نمک آلومینیم به کمک ترکیبات قلیایی مانند NH₃ و یا آمین ها (اندازه ذرات کمتر از یک میکرون با سطح ویژه 60 متر مربع بر گرم)

پودر هیدروکسید آلومینیم را می توان به وسیله واکنش بین محلول های AlCl₃.6H₂O و NH₄OH با pH=8.5 - 9.5 به دست آورد که با شستشو با آب کلرید آمونیوم حذف می شود. با اضافه کردن α-Al₂O₃ خالص به محلول AlCl₃ به عنوان جوانه زا واکنش رسوب تسریع می شود:

AlCl₃.6H₂O+3NH₄OH= Al(OH)₃+3NH₄Cl+6H₂O

هیدرواکسید آلومینیم بسته به نوع مینرال اصلی تشکیل دهنده آن در دماهای مختلفی مورد کلسیناسیون قرار می گیرد. به طوری که برای گیبسیت دمای 1200 درجه سانتی گراد، دیاسپور 450 درجه سانتی گراد و بوهمیت 1400 درجه سانتی گراد می باشد. اما از آن جایی که قسمت اعظم هیدرواکسید رسوب نموده از نوع گیبسیت می باشد معمولا عملیات حرارتی تکلیس در دماهای بالاتر از 1200 درجه سانتی گراد انجام می گیرد تا اینکه با جدا شدن آب ساختمانی اکسید آلومینیم از نوع α-Al₂O₃ با خلوص 99.5 درصد شکل بگیرد. پودر آلومینای به دست آمده از نوع α-Al₂O₃ کمترین سطح ویژه را داشته، نسبتا درشت دانه بوده و از دمای اطاق تا نقطه ذوب هیچ گونه تغییر فازی از خود نشان نمی دهد. ناخالصی های در پودر آلومینای فرآیند بایرمعمولا دارای ترکیب درصد زیر هستند:

0.02 SiO₂, 0.04 Fe₂O₃, 0.035 CaO, 0.45 Na₂O, 0.11 MgO

بسته به پارامتر های فرآیند دو نوع آلومینای کم سدیم و سدیم دار حاصل می شود که در حالت کم سدیم مقدار Na₂O تا 0.02 درصد کاهش یافته و خلوص آن به 99.8 درصد می رسد. حضورNa₂O به صورت آلومینات سدیم در آلومینا قابلیت سایندگی آن را کاهش می دهد. با انجام یک عملیات حرارتی در 1300 درجه سانتی گراد مقدار زیادی از اکسید سدیم بخار می شود.

در ضمن فرآیند تکلیس محصولات واسطه ای مانند θ-Al₂O₃ در 1000 درجه سانتی گراد شکل گرفته که کنترل کننده مکانیزم جوانه زنی و رشد می باشد اما در دماهای بالاتر به α-Al₂O₃ تبدیل می شود. با حضور α-Al₂O₃ اولیه دمای انتقال θ-Al₂O₃ کاهش یافته و سرعت انتقال آن را افزایش می دهد. مطالعات اشعه X نشان می دهد که در ابتدا تک کریستال دی هیدرات تشکیل شده که با حرارت دادن در دمای 290 درجه سانتی گراد به η-Al₂O₃  و در دمای 800 درجه سانتی گراد به θ-Al₂O₃ تبدیل می شود که در منحنی ترموگراف این واکنش به صورت تغییر در شیب منحنی ظاهر می شود و در نهایت در دمای 1285 درجه سانتی گراد به α-Al₂O₃ تبدیل می شود.

اگر آهن موجود در بوکسیت به شکل سیدریت باشد (FeCO₃) در NaOH حل شده و به سختی ته نشین می شود؛ بنابراین لازم است این ابتدا اکسیده شده و طی عمل لیچ به فریک (Fe₂O₃) تبدیل شود. سیلیس به شکل کوارتز یا رس در بوکسیت حضور دارد. در شکل کوارتز غیر قابل حل بوده ولی به شکل سیلیکات (سیلیس فعال) محلول بوده و در طی انحلال با Al و NaOH تلفیق شده، تشکیل آلومینوسیلیکات هیدراته نامحلول داده و ته نشین می گردد که تلفات Al₂O₃ را به همراه دارد. برای رسوب کامل سیلیکات ها افزایش آهک توصیه شده زیرا تشکیل سیلیکات کلسیم نامحلول می دهد. بنا به دلایل گفته شده سیلیس فعال موجود در کانی نباید از 5% فراتر رود در غیر این صورت باعث افزایش مصورف سود سوزآور شده و میزان تولید آلومینا نیز کاهش می یابد. از طرفی نیاز به تکنیک های پیچیده تری داشته که منجر به افزایش هزینه تولید می شود. جدول زیر آنالیز بوکسیت اولیه، لجن قرمز و آلومینای فرآوری شده را نشان می دهد:

آنالیز بوکسیت اولیه ، لجن قرمز و آلومینای فرآوری شده

شکل زیر فرآیند بایر را به طور شماتیک نشان می دهد. پودر آلومینای بایر در مقایسه با آلومینای تولید شده از سایر روش ها مانند روش اکسالون آمونیوم (با ناخالصی 200 ppm و سطح ویژه 6 متر مربع بر گرم) ناخالصی بیشتری داشته و درشت تر است.