تُحقق عملية المعالجة الحرارية في الفرن الدوار لرماد الألومنيوم الثانوي تحويلًا مستمرًا للنفايات الخطرة إلى موارد عالية القيمة من خلال التحكم الدقيق في تدرج درجة الحرارة المحوري داخل الفرن. تنتقل المادة من نهاية الفرن (جهة التغذية) إلى نهايته (جهة التفريغ)، وتخضع لأربع مراحل متتالية: التجفيف والتسخين المسبق، والتكليس بدرجة حرارة متوسطة، والتكليس بدرجة حرارة عالية، والتبريد السريع.

في مرحلة التغذية الأولية، تصل درجة حرارة المادة إلى 300-600 درجة مئوية عند نهاية الفرن، حيث يتبخر الرطوبة وتخرج الغازات الممتصة. عند دخولها قسم درجة الحرارة المتوسطة (600-1100 درجة مئوية)، ينصهر الألومنيوم المعدني ويتراكم، مما يُسهل استخلاصه لاحقًا؛ ويبدأ نتريد الألومنيوم (AlN) بالتأكسد بسرعة، مُنتجًا الألومينا ومُطلقًا غاز النيتروجين، وهو أمر بالغ الأهمية للتخلص من تفاعلية رماد الألومنيوم وسميته. عندما تتجاوز درجة الحرارة 850 درجة مئوية، تتفاعل الفلوريدات مع عوامل تثبيت الفلوريد القائمة على الكالسيوم لتكوين فلوريد الكالسيوم المستقر (CaF₂)، مما يمنع بشكل فعال تلوث ترشيح أيونات الفلوريد. في نطاق 1000-1100 درجة مئوية، يتفاعل رماد الألومنيوم مع الحجر الجيري لتكوين ألومينات الكالسيوم.

تُعدّ منطقة التكليس ذات درجة الحرارة العالية (1100-1350 درجة مئوية، وتصل إلى 1450-1500 درجة مئوية) منطقة التفاعل الرئيسية، حيث تتلبد المواد أو تنصهر جزئيًا، ويتأكسد نتريد الألومنيوم (AlN) بشكل كامل، ويكتمل تفاعل الفلور الصلب، مُكَوِّنًا في النهاية الكلنكر الذي يتكون أساسًا من أكسيد الألومنيوم ألفا (α-Al₂O₃) وألومينات الكالسيوم. قبل التفريغ، يُبرَّد الكلنكر بسرعة إلى أقل من 200 درجة مئوية لمنع إعادة تكوين المواد الضارة (مثل الديوكسينات).

يضمن الفرن الدوار لرماد الألومنيوم الثانوي سلامة التفاعل والإنتاج بشكل كامل من خلال التحكم في زمن التفاعل، وزاوية الميل، وسرعة الدوران، وبيئة ذات ضغط سلبي طفيف. وبالإضافة إلى أنظمة إزالة الغبار ومعالجة غازات النفايات بالغسل القلوي، تحقق هذه العملية سلامة رماد الألومنيوم الثانوي واستغلال موارده، مما يمثل تطبيقًا نموذجيًا للاقتصاد الدائري في معالجة النفايات الصلبة الصناعية.