Topionica je industrijsko mjesto gdje se metal vadi za sirovu rudu. Uobičajeni primjeri taljenja metala uključuju kositar, olovo, bakar, broncu i željezo. Ekstrakcija čistog aluminija također se naziva taljenjem, iako se proces značajno razlikuje od procesa ostalih ruda.
Metali počinju svoj životni vijek kao ruda. Ruda se općenito definira kao stijena ili skupina minerala koja ima potencijalnu ekonomsku vrijednost. Ruda ne sadrži samo metal od interesa. Na primjer, željezna ruda je stijena koja sadrži željezo povezano s drugim kemijskim spojevima i mineralima. Taljenje rude je proces uklanjanja metala od interesa iz njegove izvorne stijene.
Taljenje, kao što njegov zvuk možda sugerira, uključuje djelomično topljenje rude. Ruda se mora zagrijavati u oksidirajućem okruženju sve dok se kemikalije ne počnu mobilizirati ili ne postanu dostupne. Određene nečistoće mogu se otjerati toplinom, a ako je metal od interesa u obliku sulfida, toplina i prisutnost kisika mogu biti dovoljni da ga pretvore u oksid. Međutim, nije moguće jednostavno rastopiti metal iz rude.
Osim topline, za taljenje je potrebno i redukcijsko sredstvo. Metal od interesa vjerojatno postoji kao oksid ili će se tijekom početnog zagrijavanja pretvoriti u oksid. Dovoljno jako redukcijsko sredstvo bit će sposobno pretvoriti oksid u čisti metal i neki otpadni proizvod.
Jedan od ranih primjera talionice bila je cvjetnica, koju je kovač koristio za topljenje željezne rude. Unutar cvjetnice, željezna ruda se zagrijava u prisutnosti drvenog ugljena ili čistog ugljičnog goriva i zraka koji se kreće. Kako se ruda zagrijava, ugljični monoksid iz drvenog ugljena smanjuje željezni oksid.
Reakcija taljenja unutar bloomery proizvodi relativno čisti željezni metal i ugljični dioksid kao otpadni proizvod. Dok mjehovi pušu kroz cvjetnjak, ugljični dioksid se evakuira, dopuštajući da se reakcija nastavi. Metal i nečistoće, zvane troska, padaju na dno peći kako se željezna ruda smanjuje. Obično se željezo zagrijava drugi put kako bi se iz sada kovanog željeza izbila troska.
Još jedan rani oblik taljenja željeza je visoka peć, koja ima posebno staru povijest u Kini. Sredinom 1800-ih, međutim, željezna ruda je pretopljena u čelik, koji je mnogo čišći oblik željeznog metala. Ovaj industrijski prijelaz na izradu čelika omogućen je razvojem Bessemerovog procesa, u kojem zrak upuhan kroz rastaljeno željezo može ukloniti većinu nečistoća. Počevši od 1950. godine, dominantna metoda ekstrakcije koja se nalazi u određenoj tvornici za taljenje željeza postala je osnovna proizvodnja čelika s kisikom (BOS). BOS poboljšava osnovni Bessemerov proces upuhujući čisti kisik kroz rastaljeno željezo, što drastično poboljšava učinkovitost postrojenja za taljenje.
Mnogi drugi metali se podvrgavaju taljenju kao metodi ekstrakcije, a mnoge tehnike različitih topionica i opreme za taljenje slijede iste osnovne principe. Dodatno, ekstrakcija aluminija naziva se i taljenjem. Postrojenja za taljenje aluminija razlikuju se po tome što izvode elektrolitički proces. Električna struja prolazi kroz tekući otopljeni kriolit, u kojem je otopljen aluminijev oksid. Odgovarajuća oksidacija i redukcija koja se događa na električnoj anodi i katodi pretvara aluminijev oksid u čisti aluminij.