Choć istnieje kilka metod produkcji aluminium, tylko jedna jest wykorzystywana komercyjnie. Proces Deville’a, który obejmuje bezpośrednią reakcję metalicznego sodu z chlorkiem glinu, był podstawą produkcji aluminium pod koniec XIX wieku, ale został porzucony na rzecz bardziej ekonomicznego procesu elektrolitycznego. Karbotermiczne podejście, klasyczna metoda redukcji (usuwania tlenu z) tlenków metali, jest od lat przedmiotem intensywnych badań. Polega ona na ogrzewaniu tlenku wraz z węglem, w wyniku czego powstaje tlenek węgla i aluminium. Wielką zaletą wytopu karbotermicznego jest możliwość pominięcia rafinacji tlenku glinu i rozpoczęcia wytopu z rud o niższej jakości niż boksyt oraz z węgla o niższej jakości niż koks naftowy. Pomimo wielu lat intensywnych badań nie znaleziono jednak ekonomicznego konkurenta dla metody Bayera-Halla-Héroulta.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Choć niezmieniony co do zasady, dzisiejszy proces wytopu metodą Halla-Héroulta różni się znacznie w skali i szczegółach od procesu oryginalnego. Nowoczesna technologia pozwoliła na znaczne udoskonalenie sprzętu i materiałów, a także na obniżenie kosztów końcowych.
W nowoczesnej hucie tlenek glinu jest rozpuszczany w naczyniach redukcyjnych – głębokich, prostokątnych stalowych powłokach wyłożonych węglem – które są wypełnione stopionym elektrolitem składającym się głównie ze związku sodu, aluminium i fluoru zwanego kriolitem.
Za pomocą anod węglowych prąd stały jest przepuszczany przez elektrolit do katody węglowej znajdującej się na dnie naczynia. Na powierzchni stopionej kąpieli tworzy się skorupa. Na wierzchu tej skorupy umieszcza się tlenek glinu, który zostaje podgrzany ciepłem z ogniwa (około 950 °C), a zaadsorbowana wilgoć zostaje usunięta. Okresowo skorupa jest rozbijana, a korund jest wprowadzany do kąpieli. W nowszych ogniwach tlenek glinu jest podawany bezpośrednio do kąpieli za pomocą automatycznych podajników.
Wynikiem elektrolizy jest osadzanie się stopionego aluminium na dnie ogniwa i wydzielanie się dwutlenku węgla na anodzie węglowej. Na każdy kilogram (2,2 funta) wyprodukowanego aluminium zużywa się około 450 gramów (1 funt) węgla. Około 2 kg tlenku glinu są zużywane na każdy kilogram wyprodukowanego aluminium.
Proces wytapiania jest ciągły. Dodatkowy tlenek glinu jest okresowo dodawany do kąpieli, aby zastąpić ten zużyty podczas redukcji. Ciepło wytwarzane przez prąd elektryczny utrzymuje kąpiel w stanie stopionym tak, że świeży tlenek glinu rozpuszcza się. Okresowo, stopione aluminium jest zasyfonowany.
Ponieważ niektóre fluorki z kriolitu elektrolitu jest tracony w procesie, fluorek glinu jest dodawany, w razie potrzeby, aby przywrócić skład chemiczny kąpieli. Kąpiel z nadmiarem fluorku glinu zapewnia maksymalną wydajność.
W rzeczywistej praktyce długie rzędy garnków redukcyjnych, zwane liniami garnków, są połączone elektrycznie w szeregu. Normalne napięcia dla garnków wahają się od czterech do sześciu woltów, a obciążenia prądowe od 30,000 do 300,000 amperów. Od 50 do 250 garnków może tworzyć pojedynczą linię o łącznym napięciu ponad 1000 woltów. Moc jest jednym z najbardziej kosztownych składników aluminium. Od 1900 roku producenci aluminium poszukiwali źródeł taniej energii hydroelektrycznej, ale musieli również budować wiele obiektów wykorzystujących energię z paliw kopalnych. Postęp technologiczny zmniejszył ilość energii elektrycznej potrzebnej do wyprodukowania jednego kilograma aluminium. W 1940 roku ilość ta wynosiła 19 kilowatogodzin. Do 1990 roku ilość energii elektrycznej zużywanej na każdy kilogram wyprodukowanego aluminium spadła do około 13 kilowatogodzin w najbardziej wydajnych ogniwach.
Stopione aluminium jest odprowadzane z ogniw do dużych tygli. Stamtąd metal może być wlewany bezpośrednio do form do produkcji wlewków odlewniczych, może być przeniesiony do pieców holdingowych do dalszej rafinacji lub do stopu z innymi metalami, lub obu, aby utworzyć wlewki fabrykacji. Jak to pochodzi z komórki, aluminium pierwotne jest około 99,8 procent czystego.
Automatyzacja i kontrola komputerowa miały znaczący wpływ na operacje hutnicze. Najnowocześniejsze zakłady redukcyjne wykorzystują w pełni zmechanizowane instalacje węglowe i kontrolę komputerową do monitorowania i automatyzacji operacji potline.
.