Der findes flere metoder til at fremstille aluminium, men kun én anvendes kommercielt. Deville-processen, som indebærer direkte reaktion af metallisk natrium med aluminiumklorid, var grundlaget for aluminiumproduktion i slutningen af det 19. århundrede, men den er blevet opgivet til fordel for den mere økonomiske elektrolytiske proces. En karbotermisk metode, den klassiske metode til reduktion (fjernelse af ilt fra) af metaloxider, har i årevis været genstand for intensiv forskning. Ved denne metode opvarmes oxiden sammen med kulstof, hvorved der dannes kulilte og aluminium. Den store attraktion ved karbothermisk smeltning er muligheden for at omgå aluminiumoxidraffinering og for at starte med mindre værdifulde malme end bauxit og mindre værdifuldt kulstof end petroleumskoks. På trods af mange års intensiv forskning er der imidlertid ikke fundet nogen økonomisk konkurrent til Bayer-Hall-Héroult-metoden.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Selv om den er uændret i princippet, adskiller den nuværende Hall-Héroult-smeltningsproces sig meget i omfang og detaljer fra den oprindelige proces. Moderne teknologi har medført væsentlige forbedringer af udstyr og materialer, og den har sænket de endelige omkostninger.
I et moderne smelteværk opløses aluminiumoxid i reduktionskrukker – dybe, rektangulære stålskaller foret med kul – som er fyldt med en smeltet elektrolyt, der hovedsagelig består af en forbindelse af natrium, aluminium og fluor kaldet cryolit.
Ved hjælp af kulanoder ledes jævnstrøm gennem elektrolytten til en kulkatodeforing i bunden af cellen. Der dannes en skorpe på overfladen af det smeltede bad. Aluminiumoxid tilsættes oven på denne skorpe, hvor det forvarmes af varmen fra cellen (ca. 950 °C ) og dets adsorberede fugt drives bort. Med jævne mellemrum brydes skorpen, og aluminiumoxid føres ind i badet. I nyere celler tilføres aluminiumoxidet direkte til det smeltede bad ved hjælp af automatiserede indføringsapparater.
Resultatet af elektrolyse er aflejring af smeltet aluminium på bunden af cellen og udvikling af kuldioxid på kulanoden. Der forbruges ca. 450 gram (1 pund) kulstof for hvert kilo (2,2 pund) aluminium, der produceres. Der forbruges ca. 2 kg aluminiumoxid for hvert kilo produceret aluminium.
Smeltningsprocessen er kontinuerlig. Der tilsættes yderligere aluminiumoxid til badet med jævne mellemrum for at erstatte det aluminiumoxid, der forbruges ved reduktion. Den varme, der genereres af den elektriske strøm, holder badet i smeltet tilstand, således at frisk aluminiumoxid opløses. Med jævne mellemrum sifoneres det smeltede aluminium.
Da noget fluorid fra kryolitelektrolytten går tabt under processen, tilsættes der efter behov aluminiumsfluorid for at genoprette badets kemiske sammensætning. Et bad med et overskud af aluminiumfluorid giver maksimal effektivitet.
I praksis er lange rækker af reduktionskrukker, kaldet potlines, elektrisk forbundet i serie. De normale spændinger for potter varierer fra fire til seks volt, og strømbelastningerne varierer fra 30.000 til 300.000 ampere. Fra 50 til 250 potter kan danne en enkelt potline med en samlet linjespænding på mere end 1.000 volt. Strøm er en af de mest kostbare ingredienser i aluminium. Siden 1900 har aluminiumproducenterne søgt efter kilder til billig vandkraft, men har også været nødt til at opføre mange anlæg, der bruger energi fra fossile brændstoffer. Teknologiske fremskridt har reduceret den mængde elektrisk energi, der er nødvendig for at producere et kilo aluminium. I 1940 var dette tal 19 kilowatt-timer. I 1990 var mængden af elektrisk energi, der blev brugt for hvert kilo produceret aluminium, faldet til ca. 13 kilowatt-timer for de mest effektive celler.
Det smeltede aluminium suges fra cellerne ned i store smeltedigler. Herfra kan metallet hældes direkte i forme for at fremstille støberiblokke, det kan overføres til holdeovne til yderligere raffinering eller til legering med andre metaller, eller begge dele, for at danne fabrikationsblokke. Som det kommer fra cellen, er primæraluminium ca. 99,8 % rent.
Automatisering og computerstyring har haft en markant effekt på smelteriernes drift. De mest moderne reduktionsanlæg anvender fuldt mekaniserede kulstofanlæg og computerstyring til overvågning og automatisering af potline-operationer.