Добыча алюминия. Основные принципы

В отличие от прочих металлов, алюминий был открыт сравнительно недавно. Это связано с тем, что алюминий редко встречается в природе в чистом виде. Он характеризуется сходством с такими неметаллами, как и хлор.
Эта особенность данного метала определяется его выраженной отрицательностью в электрохимическом ряду элементов. Это объясняет невозможность использования для алюминия углетермического процесса извлечения его из оксидов, который широко использовался для добычи меди, олова, свинца и цинка много лет назад, так как при данном процессе требуется очень высокая температура обработки (2000°C). Такой способ добычи до сих пор невозможен и экономически невыгоден из-за неблагоприятных химических и физических свойств соединения AI-O-C. Поэтому для добычи данного металла используются другие способы.
В 1746 году немецкий ученый Йоганн Хемих Потт первым добыл окись алюминия, AI2O3 из каолина, AI2C32SiO2 2H2O. В 1808 году английский ученый Сэр Хамфри Дейви выделил небольшое количество сплава AI-Fe во время первой экспериментальной добычи алюминия из AI2O3 при помощи электро-химического / электро-термического метода.
Датский физик Ханс Кристиан Эрстед первым добыл алюминий. Он получил чистый хлорид алюминия AICl3, который затем обрабатывался калиевой смесью. Полученная алюминиевая смесь была дистиллирована для получения алюминия. В 1827 году, продолжая данные начинания, немецкий химик Фридрих Волер получил алюминий путем нагрева калия (а не калиевой смеси) и безводного хлорида алюминия, была получена следующая реакция
AICI3 + 3K -> Al + 3KCI
Технология, предложенная Волером для добычи алюминия, была позже усовершенствована французом Генри Сан-Клер Девилем, который в 1854 году использовал натрий в качестве восстанавливающего реактива вместо дорогостоящего калия. Этот способ позволил произвести малое количество алюминия путем восстановления тетрахлоралюмата натрия, который значительно менее гидроскопичен, чем AICl3. На ранней стадии и Сан-Клер Девиль, и немецкий химик Роберт Вильгельм Бунсен, обнаружили, что можно произвести добычу методом электролиза. В 1859 году Сан-Клер Девиль описал возможности электролитического выделения алюминия из расплавленного криолита Na3AIFe6 в "De l’Alummium" Отсутствие достаточного уровня энергии позволило осуществить добычу только в лабораторных масштабах.
Изобретенная Вернером Сименсом в 1866 году динамо-машина позволила произвести добычу алюминия в промышленных масштабах в конце восемнадцатого века при помощи электролиза. В 1886 году основной принцип электролиза был запатентован независимо друг от друга Полом Луисом Герольтом в Франции и Чарльзом М. Холлом в США. В то же время австриец Баер получил немецкий патент  на процесс добычи окиси алюминия из боксита, что стало еще одним шагом в развитии современного производства алюминия.
Производство в промышленных масштабах осуществляется с 1890 года с использованием электролитических ячеек с силой тока до 4000 A и потреблением энергии 42 кВтчас/кг Al (среднее потребление в настоящее время составляет 13,5 кВтчас/кг Al,