铁及主要的非铁金属与钛相比,具有更加久远的历史。最古去的金属是铜,它具有6000年的历史。铁的诞生据说是在距今4000年前。金属铝的历史约为100年。有关铜与锌的合金一—黄铜,据说具有与铜同样长的历史,而金属锌的历史大约为500年。
任何一种金属,都不是以纯金属态存在的,铜以硫化铜(Cu2S)、锌则以硫化锌(闪锌矿 ZnS )和碳酸锌(茭锌矿 ZnCO )、铁则以氧化铁(主要是Fe20,)、铝则以铝氧化物( Al ,0,)的化合物形态存在。
为了从这些化合物中获取金属,即从作为原料的矿石中只提取出其中的部分金属(这种工艺称为冶炼)。让硫化铜与氧进行反应 Cu , S +0,一—2Cu+SO2,依其化学反应,则获得金属铜。铁与氧很容易生成化合物,将其中的氧除掉,具体办法是使其与碳在高温下进行反应,随着氧化物形态的转移,最后冶烁出金属铁。锌则以上述的化合物进行燃烧(称为焙烧)成为氧化锌,就像铁那样使其与碳共同加热以除掉氧(称为干式法),此外也可以使其溶解在硫酸中，进行电解，提取锌（称为湿式法），无论哪一种方法都可以获取锌。
铝与氧结合力强,若像冶铁那样使其与碳进行反应而除掉氧是不可能的。因此,将铝氧化物放人有碳内衬的电解槽中,为了降低其熔点需用冰晶石、氟化铝同时熔化。由于采用炭质电极进行电解,可得金属铝。这种还原反应会耗用庞大的电能,因此在电能价格比较高的日本这种办法几乎是不采用的。
钛矿石中含有金红石( Rutile )TiO2,灰钛石( Perovskite ) CaTiO 、.钛铁矿( Ilmenite ) FeTio ,等存在,即在地球上作为氧化物而存在着,当要获取金属钛时,如同对待铁和铝一样,必须进行还原反应以除掉氧。这其中的问题是钛与氧的结合力大于铝氧化物。它和碳在高温下进行反应,如同铝那样,以氧化物照旧不动。作为熔融盐进行电解分离,无论如何都不能分离氧,即用冶炼反应方式考虑分离氧不可能,而以化学反应为基本方法,则可除掉氧。
去除钛矿石中的氧化物的具体方法是:将其在高温(约900度)下与碳共存,在其与氯进行反应时, TiO2+2Cl2+2C——→ TiCl4 +2CO和 To2+2Cl2+ C ——→ TiCl4+ Co2生成四氯化钛的氯化物。此氯化物在高温时为气体,常温时则为液体。那种坚硬高强度金属钛,在制造工艺中,一日以液体存在,将是不可思议的奇事。氯化物 TiCl .依次以镁( Mg )或钠( Na )进行还原(除掉氯),则可生成金属钛,各自反应为:
Mg 还原: TiCl4 [ G ]+2Mg[ L ]——→Ti [ S ]+2MgCl2[ L ]
Na 还原：TiCl2,[ G ]+2Na[ L ]——→TiCl2[ S ]+2NaCl[ s ]
TiCl2[ S ]+2Na[ L ]——→ Ti [ s ]+2NaCl[ L ]
上述方法均以开发者姓名命名, Mg 还原法称为克劳尔( Kroll )法, Na 还原法称为肯特( Hunter )法。目前以 Mg 还原的克劳尔( Kroll )法为世界主流。