本发明公开了一种烧结机处置二次铝灰同步制备铝酸钙的方法，该方法是将二次铝灰与含钙原料、返矿及燃料混匀制粒，所得粒料布料至烧结机上，进行点火和烧结，所得烧结矿经冷却、破碎，即得烧结型铝酸钙产品。该方法充分利用二次铝灰中金属铝氧化放热、燃料燃烧以及料层的自动蓄热作用加热烧结料，通过控制混合料金属铝含量以及碱度调节液相，利用烧结负压控制烧结速度，使二次铝灰中的K、Na、Cl、N等有害元素在高温条件下快速脱除，同时得到性能优异的烧结型铝酸钙产品。该方法不仅实现了二次铝灰的深度解毒，同时获得炼钢精炼脱硫剂，且操作简单，生产成本低，满足大型工业化生产要求。