鋁及鋁合金是現(xiàn)今用途十分廣泛的金屬材料之一。當(dāng)前鋁的產(chǎn)量和用量（按噸計(jì)算）僅次于鋼材，成為人類(lèi)應(yīng)用的第二大金屬；而且鋁的資源十分豐富，是地殼中含量最豐富的金屬元素。

但是，由于鋁的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，在自然界中是以化合物的狀態(tài)存在，一般的還原劑很難將它還原，因而鋁的冶煉比較困難。

鋁制物品

如何才能從鋁礦石中冶煉出鋁單質(zhì)呢？

丹麥科學(xué)家漢斯·克里斯蒂安·奧斯特是最早冶煉出鋁的科學(xué)家。1825年，奧斯特將氯氣通過(guò)紅熱的木炭和鋁土（主要成分是氧化鋁）的混合物制出氯化鋁，然后通過(guò)鉀汞齊與氯化鋁的作用，生成“鋁汞齊”。在隔絕空氣的情況下將“鋁汞齊”中的汞蒸發(fā)掉，得到了含有雜質(zhì)的鋁。

1827年，德國(guó)化學(xué)家弗里德里希·維勒發(fā)表文章介紹了自己提煉鋁的方法：將熱的碳酸鉀與沸騰的明礬溶液反應(yīng)得到氫氧化鋁，氫氧化鋁經(jīng)過(guò)洗滌和干燥后，與木炭粉、糖、油等混合調(diào)成糊狀，放在密閉的坩堝中加熱，得到了氧化鋁和木炭的燒結(jié)物。將這種燒結(jié)物加熱到紅熱的程度，通入干燥的氯氣，就能得到無(wú)水氯化鋁。然后在少量金屬鉀上面覆蓋一層過(guò)量的無(wú)水氯化鋁放在鉑坩堝中，并用坩堝蓋將反應(yīng)物蓋住。當(dāng)坩堝加熱后，很快就達(dá)到白熱的程度，等反應(yīng)完成讓坩堝冷卻，再將坩堝放入水中，會(huì)發(fā)現(xiàn)坩堝中的混合物不與水發(fā)生反應(yīng)，水溶液也不顯堿性，此時(shí)坩堝中的金屬鉀已經(jīng)完全反應(yīng)。而剩下的灰色粉末就是金屬鋁，但只是小的顆粒狀。現(xiàn)今，人們雖然能夠成功冶煉出純度比較高的鋁，但是冶煉的成本依然很高。

1884年，在美國(guó)奧伯林學(xué)院化學(xué)系，有一位叫做查爾斯·馬丁·霍爾的青年學(xué)生，他應(yīng)用電解熔融狀態(tài)的氧化鋁來(lái)冶煉鋁。氧化鋁的熔點(diǎn)很高（2050℃），所以他在氧化鋁中加入了一種能夠溶解氧化鋁而又能降低其熔點(diǎn)的材料——冰晶石（Na3AlF6），使得冰晶石與氧化鋁混合體系的熔點(diǎn)僅在930℃～1000℃之間，而且冰晶石在電解溫度下不被分解，并有足夠的流動(dòng)性，有利于進(jìn)行電解。霍爾采用瓷坩堝，碳棒（陽(yáng)極）和自制電池，進(jìn)行電解時(shí)，觀察到有氣泡出現(xiàn)，但卻沒(méi)有金屬鋁析出。他推測(cè)，電流使坩堝中的二氧化硅分解，于是他對(duì)電池進(jìn)行改裝，用碳作坩堝襯里，又將碳作為陰極，從而解決了這一難題。同時(shí)，法國(guó)化學(xué)家埃魯也在同年發(fā)明了相同的煉鋁法。

電解法使得冶煉鋁的成本大幅度降低，從而使得鋁成為工業(yè)上普遍應(yīng)用的材料。

對(duì)于電解法冶煉鋁需要著重說(shuō)明，鋁在地殼中主要以鋁土礦的形式存在，從鋁土礦中提取鋁，首先必須制備純度較高的氧化鋁。制備過(guò)程：首先除去鋁土礦中的氧化鐵、二氧化硅等雜質(zhì)。然后使用濃氫氧化鈉溶液來(lái)處理鋁土礦得到偏鋁酸鈉溶液，在偏鋁酸鈉溶液中通入二氧化碳，析出氫氧化鋁沉淀，加熱分解氫氧化鋁，就得到純度較高的氧化鋁。主要反應(yīng)有：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3，2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。電解過(guò)程的化學(xué)方程式為：2Al2O34Al＋3O2↑。