化學沉淀法也是分離凈化的方法之一。它借助沉淀劑的作用，使溶液中的目的組分(離子)選擇性地呈難溶化合物形態沉淀析出的過程。當被沉淀組分為雜質離子而有價組分留在溶液中時，通常稱為凈化。反之，稱為難溶化合物的制取過程。若難翻化合物為最終產品時，則稱為化學精礦或單獨產品。沉淀物通常是各種鹽類，難溶硫化物和難溶氫氧化物。

根據化學沉淀的機理，可將其分為兩類。

（1）分步水解法

分步水解法是分離浸出液中各種金屬離子的常用方法之一。當用堿中和或用水稀釋酸浸液時，其中的金屬陽離子呈氫氧化物或堿或鹽的形態沉淀析出。若金屬以氫氧化物析出的過程又叫水解，其反應通式為：

Mn+ + nOH- == M(OH)n

要形成純凈氫氧化物沉淀僅是一種理想情況，只有在金屬與酸根濃度很低時才可能實現。實際的浸出液不能滿足此條件，因此在形成氫氧化物沉淀的同時金屬鹽也會沉淀，即所謂堿式鹽沉淀。

由于浸出液中某些金屬離子常呈低價形態存在，用單純水解的方法常不能使其與主體金屬相分離。例如從銅礦浸出液中除鐵，須先將Fe2+氧化為Fe3+后才能用水解法將鐵除去。因此實踐中常用的是氧化水解凈化法。先將低價雜質氧化為高價形態，再加入中和劑才能將其分離。

（2）難溶鹽沉淀法

礦物原料的化學處理工藝中，常用各種沉淀劑與溶液中的某些金屬離子形成某些難溶的化合物來分離雜質和提取有用組分。常用的沉淀劑有硫化物、氯化物、碳酸鹽、磷酸鹽、黃酸鹽、草酸鹽等。它們都是利用各化合物溶度積的差異進行目的組分的分離。

由于絕大多數金屬硫化物都是難溶鹽類，即溶解度很小，不同金屬硫化物的溶解度不一樣;硫化沉淀法就是利用硫化鈉或硫化氫作為金屬的沉淀劑，通過控制沉降條件可以實現金屬的分離。

除硫化沉淀法外，還可利用某些金屬的磷酸鹽、砷酸鹽、磷酸鹽、草酸鹽、氟化物、氯化物、鈾酸鹽、鎢酸鹽、鉬酸鹽等的難溶性質進行組分分離。例如離子吸附型稀土礦常用5~10的食鹽水或1.5~3.5%的(NH4)2S04溶液浸出，使稀土轉入溶液中，在pH=1~2.0的條件下，用草酸沉淀可得到混合稀土草酸鹽，過濾洗滌后經灼燒可得混合稀土氧化物。

除加入沉淀劑使某些組分呈難溶化合物沉淀析出外，還可采用濃縮結晶或鹽析結晶的方法使某些組分呈難溶化合物形態析出，如鎢礦物原料的堿浸液中結晶析出鎢酸鈉結晶等。