Deși există mai multe metode de producere a aluminiului, numai una este folosită în comerț. Procedeul Deville, care presupune reacția directă a sodiului metalic cu clorura de aluminiu, a stat la baza producției de aluminiu la sfârșitul secolului al XIX-lea, dar a fost abandonat în favoarea procedeului electrolitic, mai economic. Abordarea carbotermică, metoda clasică de reducere (eliminare a oxigenului din) oxizi metalici, face de ani de zile obiectul unor cercetări intense. Aceasta presupune încălzirea oxidului împreună cu carbonul pentru a produce monoxid de carbon și aluminiu. Marea atracție a topiturii carbotermice constă în posibilitatea de a ocoli rafinarea aluminei și de a porni de la minereuri de calitate inferioară față de bauxită și de la carbon de calitate inferioară față de cocsul de petrol. Cu toate acestea, în ciuda multor ani de cercetare intensivă, nu a fost găsit niciun concurent economic pentru abordarea Bayer-Hall-Héroult.
Encyclopædia Britannica, Inc.
Deși neschimbat în principiu, procedeul de topire Hall-Héroult de astăzi diferă foarte mult la scară și în detaliu de procedeul original. Tehnologia modernă a produs îmbunătățiri substanțiale în ceea ce privește echipamentele și materialele și a redus costurile finale.
Într-o topitorie modernă, alumina este dizolvată în vase de reducere – cochilii de oțel adânci, dreptunghiulare, căptușite cu carbon – care sunt umplute cu un electrolit topit format în cea mai mare parte dintr-un compus de sodiu, aluminiu și fluor numit criolit.
Prin intermediul unor anozi de carbon, curentul continuu trece prin electrolit până la o căptușeală catodică de carbon din partea inferioară a celulei. Pe suprafața băii topite se formează o crustă. Peste această crustă se adaugă alumină, unde aceasta este preîncălzită de căldura din celulă (aproximativ 950 °C ), iar umiditatea adsorbită este îndepărtată. Periodic, crusta este spartă, iar alumina este introdusă în baie. În celulele mai noi, alumina este introdusă direct în baia topită prin intermediul unor alimentatoare automate.
Rezultatele electrolizei sunt depunerea aluminiului topit pe fundul celulei și evoluția dioxidului de carbon pe anodul de carbon. Pentru fiecare kilogram de aluminiu produs se consumă aproximativ 450 de grame de carbon. Se consumă aproximativ 2 kg de alumină pentru fiecare kilogram de aluminiu produs.
Procesul de topire este continuu. Periodic se adaugă alumină suplimentară în baie pentru a o înlocui pe cea consumată prin reducere. Căldura generată de curentul electric menține baia în stare de topire, astfel încât alumina proaspătă se dizolvă. Periodic, aluminiul topit este sifonat.
Pentru că o parte din fluorura din electrolitul de criolit se pierde în timpul procesului, se adaugă fluorură de aluminiu, după caz, pentru a restabili compoziția chimică a băii. O baie cu un exces de fluorură de aluminiu asigură o eficiență maximă.
În practica reală, rânduri lungi de vase de reducere, numite potline, sunt conectate electric în serie. Tensiunile normale pentru oale variază între patru și șase volți, iar sarcinile de curent variază între 30.000 și 300.000 de amperi. Între 50 și 250 de pots pot forma o singură linie de pots cu o tensiune totală de linie de peste 1.000 de volți. Puterea este unul dintre cele mai costisitoare ingrediente ale aluminiului. Începând cu anul 1900, producătorii de aluminiu au căutat surse de energie hidroelectrică ieftină, dar au fost nevoiți, de asemenea, să construiască multe instalații care utilizează energie din combustibili fosili. Progresele tehnologice au redus cantitatea de energie electrică necesară pentru a produce un kilogram de aluminiu. În 1940, această cifră era de 19 kilowați-oră. Până în 1990, cantitatea de energie electrică consumată pentru fiecare kilogram de aluminiu produs a scăzut la aproximativ 13 kilowați-oră pentru cele mai eficiente celule.
Albumul topit este sifonat din celule în creuzete mari. De acolo, metalul poate fi turnat direct în matrițe pentru a produce lingouri de turnătorie, poate fi transferat în cuptoare de menținere pentru rafinare suplimentară sau pentru alierea cu alte metale, sau ambele, pentru a forma lingouri de fabricare. Așa cum iese din celulă, aluminiul primar are o puritate de aproximativ 99,8 la sută.
Automatizarea și controlul computerizat au avut un efect marcant asupra operațiunilor de topire. Cele mai moderne instalații de reducere folosesc instalații de carbon complet mecanizate și control computerizat pentru monitorizarea și automatizarea operațiunilor din linia de olane.
.