В настоящее время наиболее широко применяют электролизеры, рассчитанные на силу тока, превышающую 100 кА, с заранее обожженными анодами или с верхним подводом тока к самообжигающимся анодам (см. рисунок ниже). Получение алюминия в таком электролизере осуществляется непрерывно в течение двух-трех лет; при этом выполняются следующие основные операции: наблюдение за составом электролита, обеспечение своевременной загрузки глинозема и извлечения алюминия, наблюдение за напряжением и обслуживание самообжигающейся анодной системы. 
Процесс электролиза сводится к разряду ионов А13+ и 02+, из которых состоит глинозем, который непрерывно расходуется. Криолит не подвергается непосредственному электролизу и расходуется мало, однако из-за его физических потерь (испарения, выплескивания и т.д.), а также взаимодействия его отдельных составляющих с примесями глинозема и футеровкой электролизера приходится систематически следить за его уровнем в ванне (толщина слоя 18-25 см) и химическим составом.
Некоторые заводы вводят в электролит небольшие добавки CaF2 и MgF2 для снижения температуры плавления электролита на несколько десятков градусов.
Когда в электролите остается мало глинозема (менее 1%), возникает анодный эффект. Внешне он проявляется в быстром скачке напряжения на электролизере от обычных 4,0-4,7 В до 30-50 В; в области анода появляются электрические дуги, электролит начинает перегреваться и бурлить. Для ликвидации анодного эффекта пробивают корку электролита и, перемешивая, растворяют в нем глинозем (очередная порция которого всегда заранее насыпается на корку электролита).
После растворения глинозема в электролите анодный эффект обычно прекращается и напряжение делается нормальным. Анодный эффект в процессе получения алюминия играет как положительную, так и отрицательную роль. С одной стороны, он сигнализирует о недостатке в электролите глинозема и дает возможность получить представление о ходе электролиза, с другой стороны - он приводит к перерасходу электроэнергии и нарушению теплового равновесия ванны. На заводах стремятся предотвратить частое появление анодных эффектов, вводя глинозем до их появления. В свою очередь, избыток глинозема, введенного в электролит, не растворяется, оседает на дно под слой алюминия, затрудняет нормальный ход электролиза. Поэтому считают нормальным возникновение в электролизере одного-двух анодных эффектов в сутки.
Изучением природы анодного эффекта занималось много исследователей. На основе исследований, проведенных в Московском институте цветных металлов и золота под руководством проф.А.И. Беляева, можно сделать вывод, что причиной, вызывающей анодный эффект, является различная смачиваемость угольного анода расплавленным электролитом при различном содержании в нем окислов. Когда в электролите имеется значительное количество окиси алюминия, электролит хорошо смачивает угольную поверхность анода и поэтому образующиеся анодные газы легко удаляются с его поверхности, не препятствуя прохождению электрического тока. При уменьшении количества глинозема смачиваемость электролитом медленно изменяется и при содержании глинозема менее 1% количество переходит в качество - электролит перестает смачивать угольную поверхность; в результате между электролитом и угольным анодом образуется газовая пленка, препятствующая прохождению электрического тока, что и приводит к резкому повышению напряжения на ванне.
Алюминий извлекают из электролизера, пробивая корку застывшего электролита и опуская на дно футерованную огнеупором стальную трубку, через которую алюминий откачивают в вакуумный ковш. На современной алюминиевой ванне, рассчитанной на силу тока 100 кА, получают в сутки около 700 кг алюминия, поэтому извлечение металла проводят не чаще чем один раз в сутки (из менее мощных ванн один раз за двое суток).
По мере извлечения алюминия анод постепенно опускают, при этом тщательно регулируют напряжение и межполюсное расстояние электролизера. Поскольку нижняя часть анода сгорает и он постепенно опускается, его необходимо наращивать в верхней части. В кожух анода систематически загружают анодную массу, которая коксуется на горячем конусе анода за счет теплоты из ванны. Токоподводящие стальные штыри постепенно опускаются с анодом и во избежание расплавления их поочередно выдергивают из его тела и поднимают на более высокий уровень, а в образовавшуюся полость затекает анодная масса1 и коксуется в ней.
На получение 1 т первичного алюминия электролизом расходуется 15 000-17 000 кВт-ч электроэнергии и почти 2 т глинозема.
Для удаления неметаллических включений (частичек угля, глинозема, фтористых солей и т.д.) извлеченный из электролизеров алюминий часто подвергают 10-15-минутному хлорированию в ковше при температуре 750 °С. Потом алюминий направляют в большие электропечи сопротивления, из которых проводится его полунепрерывная разливка в калиброванные заготовки для производства труб, проволоки и листа (рис.17.8). Эти же печи применяются для получения многих сплавов на алюминиевой основе.
Часть первичного алюминия после отстаивания от примесей в печах САН разливается в чушки на конвейерной машине.
В конце 70-х годов на алюминиевых электролизных заводах СССР резко увеличили объем бесслитковой прокатки листа из расплавленного первичного алюминия. Эти прогрессивные методы значительно экономят труд и электроэнергию, так как отпадает необходимость изготовления слитков, их транспортировки и последующего повторного нагрева. На рис.17.9 показана схема установки для получения алюминиевого листа непосредственно из расплавленного металла.
Первичный алюминий выпускают 13 марок, которые делятся на три группы: алюминий особой чистоты марки А999, четыре марки алюминия высокой чистоты и восемь марок алюминия технической чистоты. В первичном металле допускается содержание примесей от 0,15 до 1,0%, причем название марки указывает на степень чистоты металла. Так, марка алюминия технической чистоты А8 обозначает, что в нем 99,8% алюминия, а примесей (в основном кремния и железа) только 0,2%. В алюминии высокой чистоты марки А99 - соответственно 99,99% алюминия и только 0,01% примесей.
В электролизных ваннах получают алюминий технической чистоты. Для получения алюминия более высоких марок требуется его дополнительное рафинирование.
Магний - серебристо-белый металл. Важнейшее его физическое свойство - малая плотность (р = 1,74 г/см при 20 °С). В электронной оболочке атома магния имеется двенадцать электронов. Два электрона 3s, находящиеся на внешней орбите, легко могут быть оторваны, что приводит к образованию иона Mg'2+, поэтому магний двухвалентен во всех известных соединениях.
Природный магний состоит из смеси трех стабильных изотопов. Причем искусственный изотоп.27Mg с полураспадом 10,2 ч может быть применен в качестве радиоактивного индикатора. Кристаллы магния обладают компактной гексагональной структурой.
При хранении магния на сухом воздухе на его поверхности образуется окисная пленка, предохраняющая металл при небольшом нагревании (до 200 °С) от дальнейшего окисления; в этих условиях коррозионная стойкость чистого магния превышает стойкость низкоуглеродистой стали. Однако во влажном воздухе его коррозия значительно усиливается. На него практически не действует керосин, бензин и минеральные масла. Однако он не стоек в водных растворах солей (кроме фтористых) и растворяется во многих минеральных и органических кислотах.
Магний в виде слитков или изделий не огнеопасен. Возгорание магния может произойти лишь при температуре, близкой к точке его плавления (651 °С) или после расплавления, если он не изолирован от кислорода воздуха. Покрытый флюсом, металл можно нагребать и плавить. Порошкообразный магний или тонкая магниевая лента легко загорается от спички и горит ослепительно белым пламенем. Магний немагнитен и не искрит при ударах пли трении.
В свободном виде он не встречается, но входит в виде карбонатов, силикатов в состав многих горных пород, а также растворен в морской и озерной воде в виде хлоридов и сульфатов.
В настоящее время для получения магния применяют магнезит, доломит, карналлит, а также морскую воду и отходы ряда производств.
Природный минерал магнезит кроме карбоната магния MgC03 обычно содержит карбонат кальция, кварц, а также примеси других минералов, включающих окислы алюминия и железа. Для производства магния применяют только чистый каустический магнезит, полученный по реакции MgC03 = MgO + CO2 при нагревании (обжиге) природного магнезита до 700-900 °С.
Доломит - горная порода, представляющая собой двойной карбонат кальция и магния MgC03-СаС03. Доломиты обычно содержат примеси кварца, кальцита, гипса и др. Содержание и окраска примесей определяют цвет породы. Доломит широко распространен в природе и составляет около 0,1% всех горных пород, входящих в состав земной коры. Доломит, так же как и магнезит, предварительно обжигают до получения смеси окислов MgO и СаО.
Карналлит - природный хлорид магния и калия - очень гигроскопичное кристаллическое вещество, обычно окрашенное примесями в розовый, желтый пли серый цвет. Карналлит подвергают гидрохимической обработке для выделения из него брома и некоторого количества хлористого натрия и калия, в результате чего получается так называемый искусственный карналлит, который применяется в магниевой промышленности.