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Der Elektrolyseofen besteht aus einer mit Kohlenstoff ausgekleideten Wanne(Kathode), in die von oben Graphitelektroden als Anoden hineinragen. Der Schmelze wird in regelmäßigen Abständen Aluminiumoxid hinzugeführt, das der elektrische Strom(Stromstärken bis über 100.000 A bei 5-7 V Spannung) in Al und O2 zerlegt. Die Stromverluste in der Schmelze heizen diese gleichzeitig auf. O2 reagiert an den Anoden zu CO und CO2 und entweicht. Das geschmolzene Al sammelt sich am Boden der Wanne und wird von Zeit zu Zeit abgestochen(=abgesaugt).
Der Reinheitsgrad des gewonnenen Al beträgt 99,5-99,9%.
1. Kathode: 4 Al3+ + 12 e- 4 Al
2. Anode: 3 C + 6 O2- 3 CO2 + 12 e-
C + CO2 2 CO
Die Aluminiumherstellung ist sehr energieintensiv: Um 1t Al zu gewinnen, benötigt man 4t Bauxit, ½ t Elektrodenmaterial, 20 GJ(Gigajoule) Wärmeenergie zur Reinigung des Bauxits und 13,5 MWh elektrische Energie für die eigentliche Elektrolyse.
Das Schmelzflußelektrolyse-Verfahren schafft Umweltprobleme, da pro Tonne Al ca. 50kg Kryolith zersetzt werden(Anoden-Nebenreaktion). Dabei wird Fluor gebildet, das durch Abgasreinigungsanlagen zurückgehalten wird und in weiterer Folge mit Sodalösung umgesetzt wird. Dabei reagiert F mit H2O zu Fluorwasserstoff HF, der mit der basischen Sodalösung Natriumfluorid bildet, welches zur Kryolithherstellung verwendet wird. Dennoch entweichen beträchtliche Mengen des pflanzenschädlichen HF in die Umwelt.
Seit 1975 wird Al auch großtechnisch durch Elektrolyse von AlCl3 gewonnen. Vorteil: Keine Flußmittel, geringere Umweltbelastung.
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