镍的熔炼过程涉及多个关键步骤，尤其需要根据原料类型（硫化矿或氧化矿）选择不同工艺。对于硫化镍矿，通常采用火法冶炼中的闪速熔炼技术，将精矿与熔剂（石英石）混合后喷入反应塔，在高温（1300-1500℃）下实现瞬时熔化和氧化反应，产出低冰镍（含镍量40-50%）和高品位硫磺。需要特别控制炉内氧势，避免铁过度氧化导致渣含镍升高。
氧化镍矿则更适合采用湿法处理，尤其是红土镍矿通过高压酸浸（HPAL）工艺，在高温（250-270℃）和高压（4-5MPa）条件下用硫酸溶解镍钴，再通过中和、沉淀等工序提取金属。近年来开发的回转窑-电炉（RKEF）工艺能直接处理含水35%的矿料，通过干燥、还原熔炼产出镍铁（Ni20-35%），这种工艺能耗较高（每吨镍铁消耗6000kWh）但回收率可达95%以上。
在精炼环节，电解法和羰基法最为常见。电解精炼要求将粗镍阳极在含硫酸镍的电解液中通电，阴极可产出99.9%纯镍。羰基法则利用镍与一氧化碳在50-80℃生成气态羰基镍的特性，通过热分解（180-200℃）制得高纯镍丸（99.998%），这种方法特别适合处理含铜钴的复杂原料。无论采用哪种工艺，都必须严格监控熔炼过程中三废排放，特别是二氧化硫和重金属粉尘的回收处理。
