主要原理是霍爾-埃魯鋁電解:以純氧化鋁為原料，通過電解產生鋁。因為純氧化鋁熔點高(2045℃左右)，很難熔化。因此，工業上采用熔融冰晶石(Na3AlF6)作為熔劑，使氧化鋁在1000℃左右溶解在液態冰晶石中，成為冰晶石和氧化鋁的熔體。然後，在電解池中，它被用作溶劑。
全面介紹如下:
鋁的生產和加工
鋁的生產過程有四個環節形成完整的產業鏈:鋁礦開采-氧化鋁生產-電解鋁冶煉-鋁加工生產。
壹般來說，兩噸鋁礦生產壹噸氧化鋁；兩噸氧化鋁生產壹噸電解鋁。
(壹)氧化鋁的生產方法
迄今為止，已經提出了許多從鋁礦或其它含鋁原料中提取氧化鋁的方法。由於技術和經濟原因，有些方法已被淘汰，有些仍處於實驗研究階段。提出的氧化鋁生產方法可分為四類，即堿法、酸法、酸堿結合法和熱法。目前只有堿法用於大規模工業生產。
鋁土礦是世界上最重要的鋁資源，其次是明礬石、霞石和粘土。目前，在世界氧化鋁工業中，除了俄羅斯霞石生產的部分氧化鋁外，世界上幾乎所有的氧化鋁都是由鋁土礦生產的。
鋁土礦是壹種主要由三水鋁石、壹水硬鋁石或壹水硬鋁石組成的礦石。迄今為止，我國可用於氧化鋁生產的鋁土礦資源全部為壹水硬鋁石型鋁土礦。
鋁土礦中氧化鋁的含量變化很大，從低約30%到高70%以上。鋁土礦中的主要雜質除氧化鋁外，還有氧化矽、氧化鐵和氧化鈦。此外，它還含有少量或微量的鈣和鎂的碳酸鹽、鉀、鈉、釩、鉻、鋅、磷、鎵、鈧、硫等化合物和有機物。鋁土礦中鎵含量雖少，但在氧化鋁生產過程中會逐漸積累在循環母液中，因此可以有效回收，成為生產鎵的主要來源。
衡量鋁土礦質量的主要指標之壹是鋁土礦中氧化鋁含量與二氧化矽含量的比值，俗稱鋁矽比。
用堿法生產氧化鋁時，用堿(NaOH或Na2CO3)處理鋁礦石，使礦石中的氧化鋁轉化為鋁酸鈉溶液。礦石中的鐵、鈦和大部分矽等雜質變成不溶性化合物。不溶性殘渣(紅泥)從溶液中分離出來，洗滌後丟棄或綜合處理回收有用成分。純鋁酸鈉溶液可分解析出氫氧化鋁，經分離、洗滌、煆燒後可得到氧化鋁產品。分解母液循環用於處理另壹批礦石。堿法生產氧化鋁的工藝有拜耳法、燒結法和拜耳-燒結聯合法。拜耳法是奧地利化學家K·J·拜耳於1889 ~ 1892年發明的從鋁土礦中提取氧化鋁的方法。壹百多年來，技術有了許多改進，但基本原理沒有改變。為了紀念拜耳的這壹偉大貢獻，這種方法壹直沿用拜耳法這個名稱。
拜耳法包括兩個主要過程。第壹種是在壹定條件下從鋁土礦中溶解氧化鋁(氧化鋁工業中使用的術語是浸出)。以下同)工藝，然後是氫氧化鋁從過飽和鋁酸鈉溶液中溶解的工藝，這是拜耳提出的兩個專利。拜耳法的本質是用濕法冶金從鋁土礦中提取氧化鋁。在拜耳法生產氧化鋁的過程中，含矽礦物會造成Al2O3和Na2O的損失。
在拜耳法中，鋁土礦經破碎後，與石灰和循環母液壹起進入濕磨，制成合格礦漿。預脫矽後，礦漿預熱至溶解溫度進行溶解。溶解後的礦漿經自蒸發冷卻後，進入稀釋、沈降和赤泥分離工序(溶解後的固體殘渣)。自蒸發過程中產生的二次蒸汽用於紙漿的預熱。沈降分離後的赤泥洗入赤泥堆場，分離出的粗液(含固體懸浮物的鋁酸鈉溶液，下同)送至葉濾機。通過葉片過濾除去大部分漂浮物後，粗液被稱為精液。精液進入分解過程，被晶種分解得到氫氧化鋁。分解後的氫氧化鋁經分級、分離、洗滌後，壹部分作為晶種返回晶種分解工序，另壹部分經焙燒得到氧化鋁產品。晶種分解後分離出的分解母液經蒸發後返回溶解工序，形成閉路循環。氧化鋁是通過焙燒氫氧化鋁得到的。
不同類型的鋁土礦需要不同的溶解條件。三水鋁石型鋁土礦在105℃下可以很好的浸出，壹水硬鋁石型鋁土礦在200℃下浸出速度較快，而壹水硬鋁石型鋁土礦必須在高於240℃的溫度下浸出，其典型的工業浸出溫度為260℃。溶解時間不少於60分鐘。
拜耳法處理高鋁矽比鋁土礦，工藝簡單，產品質量高，經濟效果遠好於其他方法。當用於處理易溶出的三水鋁石型鋁土礦時，其優勢更加突出。目前世界上生產的氧化鋁和氫氧化鋁90%以上是拜耳法生產的。由於我國鋁土礦資源的特殊性，目前我國約50%的氧化鋁由拜耳法生產。
拜耳法和燒結法聯合的過程稱為聯合生產過程。組合方式可分為並聯組合方式、串聯組合方式和混合組合方式。用什麽方法生產氧化鋁，主要取決於鋁土礦的品位(即礦石的鋁矽比)。從壹般的技術經濟角度來看，當礦石鋁矽比為3左右時，通常采用燒結法；拜耳法可用於鋁矽比高於10的礦石。當鋁土礦品位介於兩者之間時，采用聯合法可以充分發揮拜耳法和燒結法各自的優勢，取得較好的技術經濟指標。
目前世界氧化鋁年產量約為5500萬噸，我國約為680萬噸。
(2)原鋁、鋁合金和鋁材的生產方法。
目前工業生產原鋁的唯壹方法是霍爾-埃魯鋁電解。它是由美國的霍爾和法國的埃盧在1886年發明的。Hall-Elu鋁電解法是以氧化鋁為原料，以冰晶石(Na3AlF6)為熔劑組成的電解液。在950-970℃時，電解質熔體中的氧化鋁通過電解分解為鋁和氧氣。鋁在碳陰極以液相形式沈澱，氧在碳陽極以二氧化碳氣體形式逸出。每噸原鋁可產生1.5噸二氧化碳，綜合電耗約為15000kwh。
工業鋁電解槽壹般可分為三種類型:側插陽極自焙槽、上插陽極自焙槽和預焙陽極槽。自焙槽技術因電解過程電耗高，不利於環境保護，正逐漸被淘汰。目前世界原鋁年產量約為2800萬噸，我國約為700萬噸。
如果需要，通過電解獲得的原鋁可以被精煉以獲得高純度的鋁。目前，鋁合金的主要生產方法是熔融共混法。因為鋁及其合金具有優良的機械加工性，所以通過鍛造、鑄造、軋制、沖壓和壓制來生產板、帶、箔、管、線和其它型材。