Hydrometallurgie ist ein Verfahren zur Rückgewinnung wertvoller Metalle, die in einem chemischen Gemisch auf Wasserbasis gelöst sind, das Metallsalzverbindungen enthält. Eine solche Metallrückgewinnung basiert normalerweise auf Schwefelsäurelösungen, und die Metalle, die für die Rückgewinnung angestrebt werden, sind entweder Edelmetalle wie Gold, Platin und Palladium oder gängigere Industriemetalle wie Kupfer, Nickel und Zink. Die chemischen Prozesse werden typischerweise in einem Titanreaktor durchgeführt, der zwar durch Schwefelsäure korrosionsanfällig ist, aber durch die Wechselwirkung der gelösten Metalle in der Lösung selbst geschützt wird. Die Reaktoren werden bei hohen Temperaturen und Drücken betrieben und können verschiedene Verfahren zur Entfernung der Metalle verwenden, obwohl das Auslaugen am häufigsten vorkommt.
Während die Hydrometallurgie bereits im 16. Jahrhundert praktiziert wurde, hat sie sich aufgrund des steigenden Wertes von Edelmetallen wie Gold erst in den letzten Jahren verbreitet. Dies hat es wirtschaftlich rentabel gemacht, solche Metalle aus sehr geringen Konzentrationen in Erzen zu extrahieren. Es wird geschätzt, dass im Jahr 2011 über 70 verschiedene metallische Elemente durch hydrometallurgische Prozesse gewonnen wurden, darunter so unterschiedlichste Metalle wie Uran, Quecksilber und Kobalt.
Ein anderer Begriff für Hydrometallurgie ist Solution Mining und ist oft ein wichtiger Sekundärprozess in Industrien, die regelmäßig Säuren wie Schwefelsäure und Salzsäure verwenden. Das Verfahren hat einen doppelten Vorteil. Es reinigt sowohl die Säuren, die häufig als Metallreinigungs- oder Elektrolytmittel verwendet werden, als auch die Abtrennung der Spurenmetalle für den Weiterverkauf.
Bei Elektrolytprozessen mit Kupfer und Zink ermöglicht die Hydrometallurgie die Rückgewinnung einer Kombination von Metallen aus der Lösung. Bei Kupferelektrolytverunreinigungen sind dies Nickel, Arsen und Zinn, bei Zinkelektrolyten können auch die Metalle Magnesium und Mangan zurückgewonnen werden. Beim Rückgewinnungsprozess wird ein Harz eingebracht, an das sich die Säure bindet, und es von den Metallen getrennt, damit es abgesaugt werden kann. Der Abwärts- oder Reinigungsprozess zum Rückgewinnungszyklus dauert nur fünf Minuten, wobei der Hauptvorteil darin besteht, dass der größte Teil der Säure für die weitere industrielle Verwendung zurückgewonnen wird und das Harz eine lange Lebensdauer für wiederholte Reinigungsschritte hat.
Anspruchsvoller ist der Laugungsprozess in einem speziell für die Hydrometallurgie gebauten Reaktor. Die Temperatur im Reaktor muss auf über 392 °C steigen. Die Gewinnungsraten für Metalle sind ebenfalls nicht einheitlich, wobei die Gewinnung bei Gold am besten funktioniert und nur einen Teil der Lösungskonzentration anderer Metalle auslaugt. Diese Tatsache erfordert, dass viele verschiedene Arten von Lösungen verwendet werden, um die Rückgewinnung zu maximieren, von Chloriden und Halogeniden bis hin zu Verbindungen auf Basis des gefährlichen Elements Cyanid wie Thiocyanat, einer Form von Thiocyansäure.