При производстве и очистке металлов ценные компоненты отделяют от ненужных веществ путем проведения ряда различных физико-химических реакций. Конечным продуктом является металл, содержащий заданное количество примесей. Металлургические процессы обычно подразделяются на пирометаллургические и гидрометаллургические.

Пирометаллургические процессы. Они требуют нагрева до высоких температур. Примерами являются восстановление оксидов металлов, содержащихся в материалах, и различные предварительные термические процессы, такие, как обжиг, плавление сульфидных минералов и огневое рафинирование. Железо, сталь, цинк, свинец, магний и сплавы черных металлов получаются путем восстановления с помощью древесного угля. Процесс обычно осуществляется в так называемой шахтной печи.

Обжиг является важным пирометаллургическим процессом. При получении меди, никеля, кобальта и цинка применяется сульфатизирующий обжиг. Он служит для отделения металлов, с тем чтобы их можно было преобразовывать в водорастворимую форму для последующей гидрометаллургической обработки.

Целью плавления сульфидных руд является получение ценного металлического концентрата (штейна). При плавлении материала сульфид железа обычно превращается в оксид. На стадии восстановления ценные металлы приобретают металлическую форму; этот процесс проходит в конверторных печах. Такой метод применяется при производстве меди и никеля. Для получения алюминия используется метод электролиза расплавленных солей, что является еще одним примером пирометаллургического процесса. Высокая температура, необходимая для пирометаллургической обработки, достигается при сжигании природного топлива или путем осуществления экзотермической реакции самой руды, например при плавке во взвешенном состоянии.

Такая плавка во взвешенном состоянии является примером энергоэкономичного пирометаллургического процесса, при проведении которого серный или рудный концентрат окисляется. Экзотермическая реакция в сочетании с системой рекуперации тепла экономит большое количество восстановленной серы, что благоприятно с точки зрения охраны окружающей среды. Этот процесс используется в большинстве недавно построенных меде- и никелеплавильных заводов.

Гидрометаллургические процессы. Примерами гидрометаллургических процессов являются выщелачивание, осаждение, раскисление, ионный обмен и экстрагирование растворителем. Первой стадией гидрометаллургических процессов является выделение путем выщелачивания ценных металлов из недорогих материалов. Перед выщелачиванием часто производится предварительная обработка, например сульфатизирующий обжиг. Процесс выщелачивания часто требует высокого давления, добавления кислорода или нагрева до высоких температур.

Выщелачивание может также выполняться с помощью электрического тока. Получаемый металл или его соединение извлекается из выщелачивающего раствора путем осаждения или раскисления, которые проводят различными способами. Например, при получении кобальта и никеля раскисление осуществляется газом. Электролиз металлов в растворах, содержащих воду, также рассматривается как гидрометаллургический процесс. В процессе электролиза восстанавливаются металлические ионы. Металл находится в растворе слабой кислоты, из которого он осаждается на катодах под действием электрического тока. Можно также рафинировать металлы с помощью электролиза; в этом случае рафинируемый металл представляет собой растворимый анод (например, при электролитическом рафинировании меди).

Часто металлургические процессы являются сочетанием пиро- и гидрометаллургических процессов в зависимости от состава обрабатываемой руды и вида рафинируемого металла.