تهیه آلومینیوم در مقیاس تجاری برای اولین بار در سال ۱۸۵۵ توسط سن کلردویل(H.S.C.Deville) انجام شد. او توانست قیمت یک کیلو گرم آلومینیوم را به حدود ۳۷ دلار برساند. با این حال، آلومینیوم نتوانست درآن زمان جایگاه اصلی خود را بیابد.

بالاخره در سال ۱۸۸۶ دانشمند آمریکائی C.M.Hall  و دانشمند فرانسوی P.L.Heroult بطور همزمان و جداگانه موفق شدند که با حل کردن آلومینا در کریولیت مذاب و عبور دادن جریان برق، از محلول الکترولیتی بدست آمده فلز آلومینیوم را جدا نمایند. این دو دانشمند هر دو متولد ۱۸۶۳ (اولی در تاریخ ۶ دسامبر و دومی در تاریخ ۱۰ آوریل) C.M.Hall در امریکا و P.L.Heroult  در فرانسه بودند .

هردو جداگانه در یک زمان (۱۸۸۶) اساس تولید آلومینیوم بطریق الکترولیز مذاب اکسید آلومینیوم حل شده در کریولیت را آنچنانکه امروزه متداول است بنام خود ثبت و راه نوینی را در جهت تولید یکی از مهمترین فلزات گشودند.

جالبترین مطلب در مورد این دو دانشمند آن بود که گر چه هر یک مستقل و بافاصله هزاران کیلو متر دور از هم در کشور خود به تحقیق مشغول بودند ولی به فاصله دو ماه تقاضای ثبت کار خود را از کشورهای خود نمودند. تاریخ تقاضای Heroult در ۲۳ آوریل ۱۸۸۶ وHall  در ۹ ژوئیه همان سال بود . این کشف به اسم، هال و هرولت  ثبت گردید .موضوع دیگر آنکه تاریخ فوت دو دانشمند، که هر دو در سال ۱۹۱۴، هال در تاریخ ۲۷ دسامبر و هرولت در تاریخ ۹ مه اتفاق افتاد نیز طول عمری مساوی را برای آنها بر جای گذاشت.

متعاقب این اکتشاف در سال ۱۸۸۸، بایر(K.G.Bayer)  آلمانی توانست با حل کردن بوکسیت ناخالص در سود سوزآور و بدست آوردن آلومینات سدیم و حل کردن آن در آب و در نتیجه ته نشین  شدن هیدرات آلومینیوم که پس از تبخیر آب هیدرات،آلومینای خالص(AL2O3)و سفید رنگی بدست می‌دهد، تحولی بزرگ در تهیه آلومینا بوجود آورد در نتیجه پروسس Hall-Heroult بهمراه پروسس Bayer پایه های صنعت تولید آلومینیوم را تشکیل دادندکه پس از گذشت حدود ۱۳۰ سال هنوز هم اساس تولید آلومینیوم در دنیا به همان روال ادامه دارد البته در طی این زمان تکنولوژی تولید، پیشرفت‌های چشمگیری داشته است.

اصول تهیه و روش تولید از ابتدا تا به امروز فرق چندانی نکرده و در طول مدت با پیشرفت تکنولوژی بتدریج ظرفیت واحدها و راندمان تولید بالا رفته و نیز مصرف انرژی کاهش یافته است و بطور خلاصه تکنولوژی تهیه این فلز به لحاظ کمی و کیفی پیشرفت یافته است بعنوان مثال دیگهای ‌اولیه با ابعاد کوچک با ۸ کیلو آمپر و ۳۸ کیلو وات ساعت مصرف انرژی الکتریکی برای هر کیلو گرم آلومینیوم کار می کردند ؛ در حالیکه آخرین تکنولوژی دیگهای جدید با ابعاد بزرگ و با ۶۰۰ کیلو آمپر شدت جریان و مصرف ۱۲ کیلو وات ساعت به ازای هر کیلوگرم آلومینیوم کار می کنند .

هال- هرولت و بایر مسئول تولید عملی آلومینیوم تجارتی محسوب می گردند. در طول مدت فقط، قیمت یک کیلو آلومینیم خالص تولیدی از ۱۲۰۰ دلار به حدود ۱٫۸ دلار رسید.

در سال ۱۹۷۳ شرکت Alcoa اعلام کرد که پس از چندین سال تحقیقات موفق به ابداع روش جدیدی برای احیاء آلومینیوم شده و بر اساس آن کارخانه Palestine  در تگزاس را با ظرفیت ۱۵۰۰۰ تن در سال و با توسعه احتمالی تا ۳۰۰۰۰ تن را بنا کرد. بخشی از این کارخانه در سال ۱۹۷۶ شروع بکار کرد. در این روش بجای اکسید آلومینیوم از کلرور آلومینیوم استفاده شده که پس از الکترولیز آن آلومینیوم آزاد می‌گردد. تولید کلرور آلومینیوم بوسیله راکتور که Al2O3 بسیار خالص و مخلوط شده با کربن را به AlCl3 تبدیل می‌نماید انجام می‌شود.

ادامه کار این روش با مشکلاتی همراه بوده که شرکت مذکور  نتوانست آنها را حل نماید. از نکات جالب این روش، مصرف انرژی کمتر، حذف شدن فلوئور از محیط کار، درجه حرارت پائین الکترولیز و مصرف نشدن آندهای کربن است.

صنعت آلومینیوم از جمله صنایعی است که به سرمایه‌گذاری زیاد نیاز دارد و هر گزینه جدیدی که بتواند مقدار سرمایه‌گذاری به ازاء هر تن آلومینوم را کاهش دهد جالب و دنبال‌کردنی است.

بنظر می‌رسد که روش الکترولیز کلراید الومینیوم بتواند جانشین روش هال-هرولت بشود، زیرا اولاً دارای مصرف انرژی مناسب‌تری است و ثانیاً این احتمال وجود دارد که بتوان مستقیماً از بوکسیت یا خاک رس(Clay) آلومینیوم کلراید تهیه کرد که هزینه های تولید آلومینیوم را بشدت کاهش خواهد داد.

Aloca  با ساخت واحد Palestine مورد اعتماد بودن این روش را اعلام کرده است. البته این واحد در حال حاضر مورد بهره‌برداری نمی باشد.

نتیجه اینکه در حال حاضر ، روش هال-هرولت پشتوانه اصلی صنعت تولید الومینیوم می باشد. بهرحال کاوش برای یافتن گزینه جدید ادامه خواهد داشت و شاید در سال های آینده روش قابل رقابت با روش هال-هرولت پیدا شود. در حال حاضر کارخانجات جدید نیز با روش هال-هرولت ساخته می شوند و تلاش ها در جهت افزایش هر چه بیشترآمپراژ و کاهش مصرف انرژی ادامه دارد و پروسه به سمت اتوماسیون و مکانیزه شدن بیشتر پیش می‌رود.

فرآیند تولید آلومینیوم – فرآیند احیاء

در این فرآیند جهت تولید شمش آلومینیوم از الکترولیز نمک مذاب استفاده می نمایند مواد اولیه اصلی در این طرح شامل آلومینا و فلورایدها می باشند. جریان برق DC جهت الکترولیز مورد نیاز است که توسط رکتیفایرها تأمین می‌گردد. تحت تأثیر این جریان مستقیم برق DC اکسید آلومینیوم (آلومینا) به آلومینیوم خالص تبدیل می‌شود. جهت تولید آلومینیوم از دیگهایی بنام دیگ الکترولیز که شامل آند و کاتد می باشد و بطور مخصوصی بر روی استراکچرهای فولادی قرار می‌گیرند استفاده می شود.