1. 成分复杂性导致分离困难

粉煤灰中氧化铝含量虽可达10%~50%，但与二氧化硅、氧化钙等成分紧密共存，形成莫来石等稳定晶体结构，难以通过常规方法分离。

例如，石灰石煅烧法需在1300℃~1400℃下反应，将氧化铝转化为易溶解的铝酸钙，但此过程能耗极高且产生大量废渣。

2. 工艺选择与优化挑战

碱法：技术成熟但能耗大，每生产1吨氧化铝需配套处理8~10吨硅钙渣，且氧化铝溶出率仅75%~80%。

酸法：流程短但设备腐蚀性强，如盐酸浸出法需耐酸设备，且浸出液除杂难度大，氧化铝品质不稳定。

酸碱联合法：虽能提高纯度和提取率，但流程复杂、酸碱消耗量大，生产成本高，工业化难度大。

3. 能耗与成本制约

高温烧结（如1300℃~1400℃）和长周期反应（如酸浸需数小时）导致能耗居高不下。

预脱硅技术可减少渣量，但需额外投入碱液和设备，成本增加。例如，两步碱溶法虽提高溶出率至85%，但需高温高压条件，能耗仍较高。

4. 杂质去除与产品纯度

粉煤灰中的铁、钙等杂质在提取过程中易混入氧化铝产品，影响纯度。例如，酸法工艺中，铁离子需通过离子交换树脂去除，但树脂再生成本高且操作复杂。

冶金级氧化铝要求铁含量≤0.02%，而粉煤灰提取的氧化铝常因杂质超标需二次处理。

5. 设备腐蚀与寿命

酸法工艺中，浓硫酸、盐酸等强酸对设备腐蚀严重，需采用钛材、哈氏合金等昂贵材料，增加投资成本。

例如，浓硫酸浸出法需在200℃~250℃下反应，设备需承受高温高压和强酸腐蚀，维护成本高。

6. 废渣处理与环保压力

碱法工艺每生产1吨氧化铝产生8~10吨硅钙渣，若未妥善处理易造成二次污染。

酸法工艺废酸产量大，需配套中和处理设施，否则可能渗入土壤和地下水，危害生态环境。

7. 工业化应用瓶颈

实验室技术向工业化转化困难，如酸碱联合法虽在实验室显示潜力，但因流程复杂、成本高，尚未大规模应用。

粉煤灰成分波动大（如铝硅比差异），需灵活调整工艺参数，增加了工业化控制难度。