До начала ХХ века Горный институт был единственной в России высшей школой по горнозаводскому делу и центром научной мысли в области металлургии черных, цветных и благородных металлов. Факультет переработки минерального сырья является одним из старейших факультетов университета и ведет свою историю с самого основания Горного училища.
Созданная в 1832 г. кафедра металлургии готовила студентов по специальности «Металлургия и пробирное искусство». Одним из первых преподавателей кафедры был академик П.Г. Соболевский, руководивший исследованиями в области переработки и аффинажа уральской платины. В области черной металлургии всемирную славу завоевали труды П.П. Аносова (выпускника института 1817 г.), который применил метод изучения макро- и микростроения стали, положил начало металлографии. П.П. Аносов создал научную основу производства стали, предложил новый способ приготовления высококачественной тигельной стали. Крупный ученый, проф. Горного института Н.А. Иосса (1845-1916) был инициатором и вдохновителем внедрения в цветную металлургию новых процессов бессемерования медных штейнов, пиритной плавки медных руд, электролиза меди. Для школы металлургов Горного института, сложившейся к началу XX в., характерен широкий профиль, включающий в полном объеме все достижения химии и металлургии того времени, сочетание глубоких теоретических знаний с изучением передовой техники отечественных и зарубежных заводов, выбор наиболее актуальных объектов исследований, позволяющий сочетать серьезные теоретические разработки с решением практических задач. И хотя резкое увеличение объема специальных знаний определило необходимость дальнейшей дифференциации научных дисциплин, наиболее крупные металлурги первой половины прошлого века поражают воображение разносторонностью интересов, смелостью и новизной в постановке научных проблем, исключительной плодотворностью своей инженерной деятельности.
Выпускник института, известный металлург, чл.-корр. АН СССР В.Е. Грум-Гржимайло (1864-1928) является создателем гидравлической теории пламенных печей. В 1920 году он был основателем металлургического факультета в Уральском политехническом институте. Благодаря работам академика Н.С. Курнакова и его многочисленных учеников возник и получил блестящее развитие новый раздел науки - физико-химический анализ, успешно применяющийся в химии, металлургии, минералогии, петрографии и т. д. Академик М.А. Павлов (1863-1958), выпускник Горного института 1885 г., внес огромный вклад в изучение и развитие доменного производства и по праву считается одним из основоположников школы советских металлургов.
Преподаватель Горного университета чл.-корр. АН СССР В.Н. Липин (1858-1930) создал первый со времени Ломоносова полный и оригинальный курс «Металлургия чугуна, железа и стали». Этот капитальный трехтомный труд был не только учебным пособием для студентов, но и настольной книгой каждого русского металлурга. Под руководством В.Н. Липина были созданы проекты первых гигантов советской индустрии - Магнитогорского и Кузнецкого заводов. Становление и развитие цветной металлургии в Горном университете в советское время связано прежде всего с именем заслуженного деятеля науки и техники профессора Н.П. Асеева (1871-1952), возглавлявшего кафедру металлургии цветных металлов с 1899 по 1952 г. Н.П. Асеев организовал научный коллектив, в который вошли такие известные ученые-металлурги, как А.Н. Кузнецов (1877-1946), Б.П. Селиванов (1884-1937), Т.А. Оболдуев (1873-1944), позднее - И.Н. Масленицкий (1900-1972), Н.С. Грейвер (1900-1971), И.Н. Пискунов (1900-1983), Д.А. Диомидовский (1901-1994).
В 30-е гг. с увеличением масштабов металлургического производства и выделением цветной металлургии в самостоятельную отрасль металлургический факультет Горного института стал специализироваться на цветной металлургии, а специальности черной металлургии были переданы Ленинградскому политехническому институту. В 1933 г. в Горном институте по инициативе и под руководством Н.П. Асеева и Н.С. Грейвера была организована специальная научно-исследовательская группа для работ по созданию никелевой и кобальтовой промышленности на базе медно-никелевых руд. Это стало началом организации в Ленинграде института «Гипроникель», который спроектировал заполярный комбинат «Североникель». В 1939 г. получен первый никель Заполярья. Опыт комбината «Североникель» использован при проектировании и строительстве Норильского горно-металлургического комбината. За цикл работ по извлечению ценных металлов из сульфидных медно-никелевых руд ученые Горного института профессора Н.П. Асеев, К.Ф. Белоглазов и Н.С. Грейвер были удостоены Государственной премии.
В предвоенные годы проф. И.Н. Масленицкий разработал автоклавно-содовый процесс переработки низкосортных шеелитовых концентратов, быстро получивший международное признание и ныне широко применяемый как в нашей стране, так и за рубежом. К этому же времени относятся исследования И.Н. Масленицкого по установлению форм нахождения золота в сульфидных рудах. Важные исследования по физикохимии флотации выполнены профессорами Д.А. Шведовым (1882-1944) и К.Ф. Белоглазовым (1887-1951). В 1942 г. Государственной премии была удостоена работа, выполненная под руководством Н.П. Асеева и Н.С. Грейвера, по изысканию и внедрению технологии извлечения молибдена из некондиционных концентратов. В годы Великой Отечественной войны широкое применение нашло новое взрывчатое вещество, созданное проф. А.Н. Кузнецовым при участии проф. А.Н. Сидорова и доц. А.Ф. Вайполина. Работа была удостоена Государственной премии. Ценнейшим вкладом в развитие медно-никелевой промышленности страны явился разработанный в военные годы проф. И.Н. Масленицким принципиально новый способ разделения медно-никелевых файнштейнов, внедренный впоследствии (1950-1955) на комбинате «Североникель» и Норильском горно-металлургическом комбинате.
В 1953 г. в связи с расширением задач, поставленных цветной металлургией, кафедра металлургии цветных металлов была разделена на две кафедры - металлургии тяжелых и благородных металлов под руководством профессора И.Н. Масленицкого, из состав которой в 1966 г. выделилась кафедра печей, контроля и автоматизации металлургического производства, и кафедры металлургии легких и редких металлов под руководством Н.С. Грейвера. После него в 1972 году кафедру возглавил выдающийся учёный, лауреат Государственной премии, профессор Н.И. Ерёмин (1932-1984) – ректор Ленинградского горного института (1982-1984 г.). Наибольшее развитие и всемирно известную славу объединенная кафедра металлургии получила под руководством ведущего специалиста в области глиноземного производства, Заслуженного деятеля науки профессора В.М. Сизякова. Специалисты, вышедшие из стен Горного университета, положили в свое время начало всем российским учебным, научным и проектным учреждениям в области металлургического производства, заложили основы металлургической промышленности Российского государства.
Особенностью Горного университета было то, что при подготовке металлургов большое внимание уделялось преподаванию химии. В 1832 г. кафедру химии возглавил основоположник термохимии академик Г.И. Гесс (1802-1850). В последующем преподавателями химии в Горном университете были выдающиеся ученые: проф. В.Ф. Алексеев (1852-1919), проф. И.Ф. Шредер (1857-1919), проф. Д.П. Коновалов (1856-1929), проф. Соймонов К.Д., академик Н.С. Курнаков (1860-1941). Преподавание физической химии в Горном институте было введено в 1909 г., и первым ее профессором был П.П. Веймарн (1879-1935) - один из создателей современной коллоидной химии. Сегодня в состав факультета входят кафедры общей химии и физической химии, которые помимо преподавания химических дисциплин университета ведут научные исследования с участием студентов и аспирантов факультета.
В 1896 году в Петербургском горном институте как самостоятельная дисциплина выделился курс «Обогащение полезных ископаемых», в числе преподавателей которого был Г.О. Чечотт - создатель научной школы по обогащению полезных ископаемых, организовавший в Петроградском горном институте первую в нашей стране лабораторию по исследованию обогатимости руд и углей (1916 г.). Спустя два года лаборатория была преобразована в испытательную станцию с полупромышленными аппаратами, а в 1920 г. организована первая в нашей стране кафедра обогащения полезных ископаемых. Ее возглавил крупнейший ученый-обогатитель проф. С. Е. Андреев (1881-1964). С 1976 по 2008 год года кафедру возглавлял известный ученый. Заслуженный деятель науки Российской Федерации профессор О.Н. Тихонов.
Обширные исследования по совершенствованию металлургических процессов и систем их автоматизированного управления были выполнены учеником Д.А. Диомидовского - профессором, Заслуженным деятелем науки и техники Российской Федерации Л.М. Шалыгиным (1927-2007). Эти работы положили начало новым направлениям в металлургии цветных металлов, таким как: технология и аппаратурное оформление процесса непрерывного конвертирования штейнов, интенсивные и безопасные системы охлаждения металлургических печей. Его учеником и последователем являлся профессор, Заслуженный деятель науки им техники Российской Федерации А.А. Гальнбек (1931-2002), который с 1986 по 2002 год в должности декана возглавлял факультет. В 2006 году с целью интенсификации деятельности института в направлении подготовки высококвалифицированных специалистов в области автоматизации производственных процессов и оборудования, а также расширения перечня выпускаемых специальностей Ученым советом института было вынесено решение об образовании кафедры автоматизации технологических процессов и производств на металлургическом факультете. Основой для создания новой кафедры послужила часть лабораторий и оборудования кафедры печей, контроля и автоматизации металлургического производства и кафедры автоматизации производственных процессов горно-электромеханического факультета.
В 2014 году на факультете путем объединения кафедр химических технологий и печных технологий и переработки энергоносителей была образована кафедра химических технологий и переработки энергоносителей с целью развития научной и образовательной школы в направлении химических технологий и высокотемпературных процессов переработки энергоресурсов, и подготовки квалифицированных кадров для перерабатывающих отраслей. Высокий научный потенциал кафедры обусловлен достижениями ведущих сотрудников в областях химико-технологических процессов нефтепереработки, нефтехимии, газопереработки, комплексной переработки твердых полезных ископаемых (углей, сланцев, руд), биотехнологий, разработки химико-технологической аппаратуры и многих других.
В разные годы деканами факультета были известные ученые Л.М. Шалыгин, А.А. Гальнбек, Н.М. Теляков, И.Н. Белоглазов.
