يعتمد استخلاص النحاس المعدني من خامات أكسيد النحاس بشكل أساسي على تقنية المعالجة المعدنية المائية، وهي مناسبة بشكل خاص لمعالجة الخامات منخفضة الجودة. تتضمن العملية الأساسية استخدام مذيبات كيميائية لإذابة عنصر النحاس من الخام، يليها التخصيب والتنقية. الخطوات الرئيسية هي كما يلي:

الخطوة الأولى: تحضير الخام. يُسحق خام أكسيد النحاس المُستخرج ويُطحن أولاً لتقليل حجم جسيماته إلى مستوى معين. تهدف هذه الخطوة إلى زيادة مساحة سطح الخام، مما يسمح بتفاعل الاستخلاص اللاحق بشكل أسرع وأكثر اكتمالاً.

الخطوة الثانية: الاستخلاص الحمضي. تُعد هذه خطوةً أساسيةً في صهر النحاس الهيدروميتالورجي. يُغذّى الخام المطحون ناعمًا في خزانات استخلاص كبيرة، حيث يُضاف حمض الكبريتيك المخفف (H₂SO₄) كعامل استخلاص. تتفاعل معادن أكسيد النحاس (مثل المالاكيت والأزوريت) مع حمض الكبريتيك لإنتاج محلول كبريتات النحاس القابل للذوبان. يكون تفاعل النواة كالتالي: CuO + H₂SO₄ → CuSO₄ + H₂O. تُفصل الشوائب الصلبة المتبقية (الشوائب) بالترسيب وطرق أخرى.

الخطوة 3: تنقية المحلول وتخصيبه. عادةً ما يكون محلول كبريتات النحاس الناتج (المُسمى بالرشاح) منخفض التركيز، ويحتوي على أيونات شوائب متنوعة (مثل الحديد والكوبالت). تتطلب عملية التنقية تعديل الرقم الهيدروجيني (pH) أو إضافة كواشف خاصة لإزالة هذه الشوائب الضارة، والتحضير للخطوة التالية في استخلاص النحاس النقي.

الخطوة الرابعة: استخلاص النحاس. تتضمن عملية الترسيب الكهربائي (وهي الطريقة الحديثة السائدة) تغذية المحلول في خلية كهربائية، حيث يكون المصعد من سبيكة الرصاص والمهبط من الفولاذ المقاوم للصدأ، وتطبيق تيار مستمر. تكتسب أيونات النحاس في المحلول إلكترونات عند المهبط، ثم تُختزل، لتشكل صفيحة نحاسية عالية النقاء (تتجاوز نقائها 99.99%).

أخيرًا، تُصهر صفائح النحاس الكاثودية الناتجة إلى سبائك وتُباع كمنتج نهائي. تتميز عملية صهر النحاس الهيدروميتالورجي بمزايا انخفاض تكلفتها، وملاءمتها للبيئة، وقدرتها على معالجة الخامات الهزيلة، مما يجعلها الطريقة الأساسية لاستخراج خامات أكسيد النحاس.