Медеплавильное производство первоначально, в 1856 году, было организовано на Верх-Исетском заводе, для чего в деревянном здании, построенном для хранения угля, были установлены 3 шахтные и 2 очистительные печи. Руда спекалась на Медном руднике и на лошадях доставлялась на ВИЗ.
Посчитав целесообразным плавить медь непосредственно на месте добычи руды, четыре из пяти печей с Верх-Исетского завода перенесли в поселок Медный рудник, где был построен медеплавильный завод. С 1867 года медь переплавлялась здесь. К этому времени рудник значительно расширился, была заложена еще одна шахта – Покровская.
Легкая добыча
Для подготовки специалистов по горным работам были созданы окружные училища. Высшим для Урала учебным заведением являлось Уральское горное училище, расположенное в Екатеринбурге. К 1856 году, к моменту производственной добычи руды, на вновь открытом Пышминско-Ключевском медном руднике имелся полный комплект специалистов, без привлечения иностранцев. Смотритель рудника, его помощник, штейгеры и некоторые другие специалисты по своему социальному положению относились к крепостным. Но крепостная зависимость была отличной от той, что имела место в центральных районах. Крепостные получали жалование за работу, дополнительные платы для покупки продуктов, свечей и т. д.
За 1856 год на Медном руднике было добыто 76 тысяч пудов руды. При ВИЗе выплавлено 6113 пудов штыковой меди. Себестоимость добычи руды равнялась 96,5 коп. за пуд. С учетом всех затрат штыковая и листовая медь по себестоимости доходила до 22—25 руб., а продавалась по 32—35 руб. за пуд. Для сравнения: цена на зерно равнялась от 1 до 1,5 руб. за пуд, цена на мясо – от 4 до 4,5 руб. за пуд.
Медь выпускалась двух сортов и использовалась в основном для военных целей.
Штыковая медь употреблялась на литье орудий и других изделий в арсеналах и на орудийных заводах. Изготавливалась кусками, называемыми штыками, имеющими около 14,5 дюйма длины, 3 дюймов высоты и от 5 до 6 линий ширины. Вес штыка – от 8 до 9 фунтов. На каждом штыке ставили клеймо завода.
Листовая тонкая медь использовалась для изготовления капсюлей. Медные листы длиною от 58,5 до 59 дюймов, шириной от 15 до 16 дюймов. Вес листа – от 5 фунтов 50 золотников до 6 фунтов 50 золотников.
Добыча руды на Медном руднике быстро нарастала. В 1861 году мощность паровой машины, установленной на Иоанно-Богословской шахте, оказалась недостаточной, да и вновь открытые шахты требовали для откачки воды новые паровые машины. Правление Верх-Исетского округа обратилось в Горное правление с просьбой о разрешении установки еще двух паровых машин мощностью 40 и 30 л. с. Для их работы требовалось столько лесоматериала, сколько использовал весь Верх-Исетский завод.
В 1861 году в Российской империи было отменено крепостное право. Начало 1862 года