鋁的冶煉史

傳說拿破侖三世的刀叉具是用鋁制造的。筵席上，他為多數客人提供金餐具，而只讓少數客人使用鋁餐具，是為了讓用鋁餐具的客人留下更深刻印象。

1885年，在美國首都華盛頓特區落成的華盛頓紀念碑上的頂帽也是用金屬鋁制造的。

因為在19世紀，鋁是一種珍貴的金屬。人們最初得到的鋁粒如同珍寶，它的價格同黃金相當。因為從鋁礦石中把鋁提煉出來，是極其困難的。

1825年，丹麥的奧斯特分離出少量的純鋁。1827年，德國化學家維勒用金屬鉀與無水氯化鋁反應而制得了鋁。但是鉀太昂貴了，所以不允許大規模地生產。又過了27年，法國化學家德維爾用金屬鈉與無水氯化鋁一起加熱而獲得閃耀金屬光澤的小鋁球。改用金屬鈉雖然極大地降低了鋁的生產費用，但顯然沒有達到能使人們普遍應用鋁的程度。

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。當時他只有二十一歲。一次，他聽一位教授（這位教授正是維勒的學生）說：“不管誰能發明一種低成本的煉鋁法，都會出人頭地。”這使霍爾意識到只有探索廉價的煉鋁方法，才能使鋁被普遍應用。

霍爾決定在自己家里的柴房中辦一個家庭實驗室。他打算應用戴維早期的一項發明：把電流通到熔融的金屬鹽中，可以使金屬的離子在陰極上沉積下來，從而使金屬離子分離出來。因為氧化鋁的熔點很高（2050℃），他必須物色一種能夠溶解氧化鋁而又能降低其熔點的材料，偶然發現了冰晶石。冰晶石一氧化鋁熔鹽的熔點僅在930℃～1000℃之間，冰晶石在電解溫度下不被分解，并有足夠的流動性。這樣就有利于電解的進行。

霍爾采用瓷坩堝，碳棒（陽極）和自制電池，對氧化鋁，即精制的氧化鋁礦進行電解。把氧化鋁溶在10%～15%的熔融的冰晶石里，再通以電流，結果觀察到有氣泡出現，然而卻沒有金屬鋁析出。他推測，電流使坩堝中的二氧化硅分解了，因此游離出硅。于是他對電池進行改裝，用碳作坩堝襯里，又將碳作為陰極，從而解決了這一難題。1886年2月的一天，他終于看到小球狀的鋁聚集在陰極上。霍爾此時異常激動，帶著他第一次獲得的一把金屬鋁球去見他的教授。后來，這些鋁球竟成為“王冠寶石”，至今仍珍存在美國制鋁公司的陳列廳中。

廉價煉鋁方法的發明，使鋁這種在地殼中含量占8%的元素，從此成了為人類提供多方面重要用途的材料。而發明家霍爾，當時還不滿23周歲，這年12月6日才是他的23歲生日。

還有一件值得提及的事，非常巧合，一位與霍爾同齡的年輕的法國化學家埃魯也在這年稍晚些時候發明了相同的煉鋁法。

霍爾與埃魯在遙遠的兩大洲，同年來到人世（1863年）又同年發明了電解煉鋁法（1886年）。雖然他們之間曾一度發生了專利權的糾紛，但后來卻成為莫逆之交。1911年，當美國化學工業協會授予霍爾著名的佩琴獎章時，埃魯還特意遠涉重洋到美國參加了授獎儀式，親自向霍爾表示祝賀。

或許是上天的旨意，1914年，這兩位科學家又都相繼去世。難怪當后人們一提起電解煉鋁法的時候，便總把霍爾和埃魯的名字聯在一起。