化学沉淀法也是分离净化的方法之一。它借助沉淀剂的作用，使溶液中的目的组分(离子)选择性地呈难溶化合物形态沉淀析出的过程。当被沉淀组分为杂质离子而有价组分留在溶液中时，通常称为净化。反之，称为难溶化合物的制取过程。若难翻化合物为最终产品时，则称为化学精矿或单独产品。沉淀物通常是各种盐类，难溶硫化物和难溶氢氧化物。
根据化学沉淀的机理，可将其分为两类。
（1）分步水解法
分步水解法是分离浸出液中各种金属离子的常用方法之一。当用碱中和或用水稀释酸浸液时，其中的金属阳离子呈氢氧化物或碱或盐的形态沉淀析出。若金属以氢氧化物析出的过程又叫水解，其反应通式为：
Mn+ + nOH- == M(OH)n
要形成纯净氢氧化物沉淀仅是一种理想情况，只有在金属与酸根浓度很低时才可能实现。实际的浸出液不能满足此条件，因此在形成氢氧化物沉淀的同时金属盐也会沉淀，即所谓碱式盐沉淀。
由于浸出液中某些金属离子常呈低价形态存在，用单纯水解的方法常不能使其与主体金属相分离。例如从铜矿浸出液中除铁，须先将Fe2+氧化为Fe3+后才能用水解法将铁除去。因此实践中常用的是氧化水解净化法。先将低价杂质氧化为高价形态，再加入中和剂才能将其分离。
（2）难溶盐沉淀法
矿物原料的化学处理工艺中，常用各种沉淀剂与溶液中的某些金属离子形成某些难溶的化合物来分离杂质和提取有用组分。常用的沉淀剂有硫化物、氯化物、碳酸盐、磷酸盐、黄酸盐、草酸盐等。它们都是利用各化合物溶度积的差异进行目的组分的分离。
由于绝大多数金属硫化物都是难溶盐类，即溶解度很小，不同金属硫化物的溶解度不一样;硫化沉淀法就是利用硫化钠或硫化氢作为金属的沉淀剂，通过控制沉降条件可以实现金属的分离。
除硫化沉淀法外，还可利用某些金属的磷酸盐、砷酸盐、磷酸盐、草酸盐、氟化物、氯化物、铀酸盐、钨酸盐、钼酸盐等的难溶性质进行组分分离。例如离子吸附型稀土矿常用5~10的食盐水或1.5~3.5%的(NH4)2S04溶液浸出，使稀土转入溶液中，在pH=1~2.0的条件下，用草酸沉淀可得到混合稀土草酸盐，过滤洗涤后经灼烧可得混合稀土氧化物。
除加入沉淀剂使某些组分呈难溶化合物沉淀析出外，还可采用浓缩结晶或盐析结晶的方法使某些组分呈难溶化合物形态析出，如钨矿物原料的碱浸液中结晶析出钨酸钠结晶等。