鋁及鋁合金是現今用途十分廣泛的金屬材料之一。當前鋁的產量和用量（按噸計算）僅次於鋼材，成為人類應用的第二大金屬；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，由於鋁的化學性質比較活潑，在自然界中是以化合物的狀態存在，一般的還原劑很難將它還原，因而鋁的冶煉比較困難。
鋁製物品
如何才能從鋁礦石中冶煉出鋁單質呢？
丹麥科學家漢斯·克裡斯蒂安·奧斯特是最早冶煉出鋁的科學家。1825年，奧斯特將氯氣通過紅熱的木炭和鋁土（主要成分是氧化鋁）的混合物制出氯化鋁，然後通過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」中的汞蒸發掉，得到了含有雜質的鋁。
1827年，德國化學家弗裡德裡希·維勒發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得到氫氧化鋁，氫氧化鋁經過洗滌和乾燥後，與木炭粉、糖、油等混合調成糊狀，放在密閉的坩堝中加熱，得到了氧化鋁和木炭的燒結物。將這種燒結物加熱到紅熱的程度，通入乾燥的氯氣，就能得到無水氯化鋁。然後在少量金屬鉀上面覆蓋一層過量的無水氯化鋁放在鉑坩堝中，並用坩堝蓋將反應物蓋住。當坩堝加熱後，很快就達到白熱的程度，等反應完成讓坩堝冷卻，再將坩堝放入水中，會發現坩堝中的混合物不與水發生反應，水溶液也不顯鹼性，此時坩堝中的金屬鉀已經完全反應。而剩下的灰色粉末就是金屬鋁，但只是小的顆粒狀。現今，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，在美國奧伯林學院化學系，有一位叫做查爾斯·馬丁·霍爾的青年學生，他應用電解熔融狀態的氧化鋁來冶煉鋁。氧化鋁的熔點很高（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的材料——冰晶石（Na3AlF6），使得冰晶石與氧化鋁混合體系的熔點僅在930℃～1000℃之間，而且冰晶石在電解溫度下不被分解，並有足夠的流動性，有利於進行電解。霍爾採用瓷坩堝，碳棒（陽極）和自製電池，進行電解時，觀察到有氣泡出現，但卻沒有金屬鋁析出。他推測，電流使坩堝中的二氧化矽分解，於是他對電池進行改裝，用碳作坩堝襯裡，又將碳作為陰極，從而解決了這一難題。同時，法國化學家埃魯也在同年發明了相同的煉鋁法。
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上普遍應用的材料。
對於電解法冶煉鋁需要著重說明，鋁在地殼中主要以鋁土礦的形式存在，從鋁土礦中提取鋁，首先必須製備純度較高的氧化鋁。製備過程：首先除去鋁土礦中的氧化鐵、二氧化矽等雜質。然後使用濃氫氧化鈉溶液來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，析出氫氧化鋁沉澱，加熱分解氫氧化鋁，就得到純度較高的氧化鋁。主要反應有：Al2O3＋2NaOH=2NaAlO2＋H2O，NaAlO2＋CO2＋2H2O=Al(OH)3↓＋NaHCO3，2Al(OH)3Al2O3＋3H2O。電解過程的化學方程式為：2Al2O34Al＋3O2↑。
審核人：李繼良
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作者： 張旭忠 [責任編輯: 李浩]