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浸出过程是化学热力学过程与动力学过程的结合，整个矿堆实际上是一个非稳态系统。浸出过程如下：
①浸出剂通过对流扩散与分子扩散，通过主液流扩散并吸附在矿石颗粒表面上；
②浸出剂从矿石颗粒表面通过分子扩散，经过孔隙及毛细裂隙渗透至矿物内部并排挤出孔隙液；
③浸出剂与矿物中的有用成分发生化学反应，使之由固相转入液相，生成含可溶性金属盐的新孔隙液；
④新孔隙液从矿物颗粒内部扩散到外表面；
⑤金属溶液离开矿物颗粒表面向外扩散进入主液流，形成料液，供给萃取工序进行除杂净化和富集。
堆浸浸出效果与溶解化学反应过程、扩散过程有关。关键是扩散过程，扩散速度与浸出剂的扩散系数、沿扩散方向的浸出剂浓度、液固界面的面积有关；扩散速度与矿物颗粒大小、孔隙数量、毛细管数量、几何形状有关；与浸出剂渗透速率有关。
在浸出剂作用下，矿物颗粒可分为外部已经部分浸出的多孔区、中间反应区、核心未反应区三部分；随着浸出反应的进行，多孔区逐步向纵深发展，同时扩散阻力液随之增大，使浸出剂传递受阻，浸出速度变慢。浸出反应实质就是受到扩散过程所控制的多相反应动力学过程。
影响铜矿石堆浸效果的因素主要有矿石性质、矿石粒度、筑堆方式、浸出剂浓度、喷淋强度、矿石中杂质元素影响、浸出液中氧的浓度、浸出料液pH、浸出时间等。
（1） 矿石性质 一般来说，适宜硫酸浸出的矿石为氧化率≥70％、碳酸钙与碳酸镁之和≤5％的氧化铜矿石，硫化铜矿与硫酸高铁反应速度慢，影响浸出速度及产量，氧化率低影响浸出速度。原生硫化矿适宜采用浮选工艺处理，可以回收伴生金银等元素，具有选矿回收率高、生产成本低、效率高等优势。混合铜矿要考虑采用细菌浸出，选择高效浸矿菌种进行浸出，充分回收硫化铜矿物，提高资源回收率。在决策采用浮选或湿法冶金工艺之前，必须采取代表性样品进行相关试验研究，通过可行性分析论证后决策处理工艺，才能实现最佳经济技术指标。
（2） 矿石粒度 矿石粒度≥50mm，浸出速度慢，浸出周期长，浸出率低。部分湿法冶金工厂的浸渣、粒度≥50mm的块矿，浸出5年以上，浸出率≤50％。因此在不影响堆场板结的前提下，尽量降低入堆矿石粒度，采用闭路破碎流程，不合格块矿返回细碎工序，可以提高浸出率指标。原则上适宜入堆浸出的矿石粒度范围为：1.0mm≤粒度<30mm。
粒度<1.0mm矿石进入堆场，会堵塞矿堆孔隙，堵塞浸出液体流动通道，导致整个矿堆渗透性变差，出现明显板结现象，严重时浸出剂直接从矿堆表面溢出，浸出剂不能渗透矿堆，浸出作业停止，导致湿法冶金工厂不能正常生产。
（3） 筑堆方式 筑堆方式决定渗透效果，有的湿法冶金工厂，矿石破碎后采用大型轮式车辆直接入堆，甚至把细粒级（粒度<1.0mm）原矿直接入堆，当矿石含水高（含水≥8％）、含泥高（含泥≥8％）时，会导致堆场压实、板结，浸出剂渗透性明显下降，浸出效果变坏，严重时导致生产停滞。
正确入堆方式为皮带入堆。入堆前老堆场停止喷淋1～2周，进行晾晒；然后用挖掘机对堆顶部进行疏松，深度为0.5～1.0m；再进行皮带入堆，根据矿石性质、渗透性、堆场面积、处理量、试验研究参数、经验参数等指标决定单层矿石堆高。单层筑堆高度一般为2～5m。如果矿石含泥高、含水高、易板结，单层堆高要降低。如果属于含泥少的砂岩类铜矿，车辆碾压不会板结时，可以采用轮式车辆配合进行入堆，单层堆高可适当增加。
（4） 浸出剂浓度 浸出剂浓度是指浸出过程酸或碱的起始浓度，是影响浸出速度与单位产品酸耗或碱耗的重要参数。试验研究与生产实践表明，在硫酸浸出过程中，起始硫酸喷淋浓度5～30g/L，如果硫酸浓度过高，对于吨铜耗酸低的矿石，会造成浸出料液含酸高，浸出料液pH≤1.0，萃取工序不能正常萃取，生产停滞。对于高耗酸矿石宜采用低酸浸出，实现选择性浸出铜金属，减少硫酸与脉石发生反应的数量，可降低吨铜硫酸单耗。如果浸出剂中硫酸浓度太低，浸出料液pH≥2.5时，会明显降低浸出速度，溶液中的Fe 3+ 形成Fe（OH） 3 胶体沉淀，包裹矿石表面、堵塞矿块孔隙，导致浸出剂很难渗透到矿块内部，阻碍铜金属的浸出；浸出剂含硫酸浓度过低，底层矿石基本没有硫酸参与反应，明显降低铜金属浸出速率及总回收率指标。对于低耗酸（≤4t/tCu）矿石，浸出料液pH1.6～1.7较适宜；对于高耗酸（≥10t/tCu）矿石，浸出料液pH1.8～2.0较适宜；一般通过调节浸出剂硫酸浓度实现以上控制指标。
（5） 喷淋强度 喷淋强度就是单位时间、单位面积内的浸出剂喷淋体积。喷淋强度影响浸出速率、浸出液杂质含量及能耗指标。堆浸工艺喷淋强度通过试验研究确定，一般选择8～10L/（m 2 ·h）。一般情况增大喷淋强度可以提高浸出速度，如果浸出剂中硫酸浓度不变，增大喷淋强度后，矿石中杂质元素溶解速度增加，硫酸单耗上升，循环泵的功率增加，吨铜能耗上升。若喷淋强度过低，虽然可以增加空气中氧的利用程度，但必须降低矿石单层高度，增加堆场面积；如果矿堆高度、面积不变，浸出剂浓度不变，喷淋强度过低就会导致浸出速度下降、产量降低。要选择适宜的喷淋强度，才能实现最佳技术经济指标。
（6） 矿石中杂质元素影响 矿石中碱性脉石及杂质元素含量高，一方面增加硫酸单耗，另一方面影响浸出率的提高、影响萃取电积工序正常作业。影响浸出的主要脉石矿物包括方解石、石灰石、菱镁矿、褐铁矿及含锰矿物等。有关化学反应方程式如下。
CaCO 3 +H 2 SO 4 ＝CaSO 4 +CO 2 +H 2 O
MgCO 3 +H 2 SO 4 ＝MgSO 4 +CO 2 +H 2 O
Fe 2 O 3 +3H 2 SO 4 ＝Fe 2 （SO 4 ） 3 +3H 2 O
4FeS 2 +2H 2 O+15O 2 ＝2Fe 2 （SO 4 ） 3 +2H 2 SO 4 （浸矿细菌作用）
4FeSO 4 +2H 2 SO 4 +O 2 ＝2Fe 2 （SO 4 ） 3 +2H 2 O（浸矿细菌作用）
Fe 3+ +3OH-＝Fe（OH） 3 （水解沉淀）
MnCO 3 +H 2 SO 4 ＝MnSO 4 +CO 2 +H 2 O
Fe 3+ 形成胶体沉淀影响浸出率指标，而且会出现萃取夹带与共萃现象，另外，铁离子进入电积工序也会增加铜电积电耗，影响电积铜质量，导致阴极铜板挂耳断裂。铁离子通过萃取工序进入电积系统，会增加铜电积电耗，影响电积铜质量。堆浸过程中空气或细菌氧化Fe 2+ 后成为Fe 3+ ，pH值过高时Fe 3+ 水解形成胶体沉淀，造成硫化铜浸出率下降。解决措施：控制浸出剂的含酸浓度、喷淋强度等，而且，当铁以黄钾铁矾［KFe 3 （SO 4 ） 2 （OH） 6 ］或铵钾铁矾［NH 4 Fe 3 （SO 4 ） 2 （OH） 6 ］形式沉淀，可有效防止Fe（OH） 3 胶体生成，能够降低铁离子对浸出过程的不利影响。
碳酸钙与硫酸反应后生成硫酸钙，硫酸钙过饱和后结晶析出，当pH≥4.0时，大量硫酸钙呈微细粒结晶析出，堵塞矿块孔隙，阻碍铜矿物与浸出剂接触，导致浸出率降低。解决措施：控制浸出料液pH为1.6～1.8，此时，硫酸钙结晶颗粒大，对堆场渗透性影响较小，不会堵塞矿堆孔隙。
碳酸镁与硫酸反应后生成硫酸镁，硫酸镁过饱和后容易结晶析出，夜间温度降低，会析出大量硫酸镁结晶体，导致浸出率降低；严重时导致管道、喷头堵塞，堆浸作业停滞。红土镍矿堆浸易发生此类问题。解决措施：高浓度硫酸镁尾液排入尾矿坝结晶沉淀硫酸镁，清液返回使用时补加新水，可有效预防结晶问题发生。浸出时控制合适的浸出剂酸度及喷淋强度，控制浸出料液pH在1.8～2.0，可降低镁浸出率，减少镁离子对浸出效果的影响。
Mn 2+ 进入浸出液中，在萃取时产生共萃及夹带，在铜电解液中会不断积累。当电积液中铁离子浓度较低时，电积过程Mn 2+ 被氧化为Mn 7+ ，溶液呈粉红色，具有强氧化性。电解液进入反萃取工序与有机相（铜萃取剂、煤油）混合时发生氧化反应，使萃取剂氧化降解、失效，导致萃取作业停滞。解决措施：对含铁较低的矿石，如果矿石中含有元素锰时，预先在铜电解溶液中加入硫酸亚铁，使铁离子浓度达到1～2g/L，就能够防止Mn 2+ 被氧化为Mn 7+ ，萃取剂就不会被氧化降解。
（7） 浸出液中氧的浓度 世界上任何铜矿山，氧化铜矿石中的氧化率不可能达到100％，或多或少都有一部分硫化铜矿。一般情况下，矿体上部氧化率较高，矿体下部氧化率逐渐降低。堆浸过程中伴生硫化铜矿的浸出需要O 2 参与，有氧气参与浸出过程，浸矿细菌（氧化铁硫杆菌等）才能生长繁殖，硫酸亚铁才能再生氧化为硫酸高铁，硫化铜矿的浸出就能持续进行。有关化学反应如下。
CuFeS 2 （黄铜矿）+4O 2 ＝CuSO 4 +FeSO 4 （细菌作用）
CuS（铜蓝）+2O 2 ＝CuSO 4 （细菌作用）
4CuAsS（硫砷铜矿）+6H 2 O+13O 2 ＝4CuSO 4 +4H 3 AsO 4 （细菌作用）
2Cu 2 S（辉铜矿）+2H 2 SO 4 +5O 2 ＝4CuSO 4 +2H 2 O（细菌作用）
Cu 2 S（辉铜矿）+2Fe 2 （SO 4 ） 3 ＝2CuSO 4 +4FeSO 4 +S
S（硫）+2H 2 O+3O 2 ＝2H 2 SO 4 （细菌作用）
2FeS 2 （黄铁矿）+2H 2 O+7O 2 ＝2FeSO 4 +2H 2 SO 4 （细菌作用）
4FeSO 4 +O 2 +2H 2 SO 4 ＝2Fe 2 （SO 4 ） 3 +2H 2 O（细菌作用或化学反应）
以上反应方程式说明：①堆场筑堆时要保持良好的疏松、通气状态，让足够的氧气参加浸出反应；②喷淋浸出时要进行间断式喷淋，确保堆场中的矿石能够与空气（氧气）接触；③细菌最活跃的酸度为pH2，在不影响浸出效果的前提下，合理控制浸出剂硫酸浓度，使浸出料液的酸度保持在pH1.8～2.0，以提高细菌的活性；④堆场板结后，要晾晒、翻堆或剥离老堆场上层0.5～2.0m深的浸渣；⑤在堆场上堆入新矿石前，要晾晒、疏松老矿堆顶部0.5～1.0m深的浸渣，再堆入新矿石，可增强堆场渗透性。
（8） 浸出料液 pH浸出料液pH影响浸出率指标，影响萃取效果，是堆浸操作控制的重要条件。浸出料液pH过低，浸出剂硫酸浓度升高，造成吨铜硫酸单耗上升。pH≤1.5时，铜萃取率明显下降，pH≤1.0时萃取生产作业不能正常进行。浸出液pH过高，pH≥2.5时，浸出液残余硫酸浓度低，Fe 3+ 水解沉淀为Fe（OH） 3 ，覆盖于矿石表面，影响浸出效果。浸出液残酸过低时，底层矿石基本没有硫酸进行浸出反应，导致浸出速度慢、浸出效果差。
（9） 浸出时间 堆浸浸出时间与氧化率、矿石粒度、矿石裂隙发育程度、矿堆疏松性、新矿层厚度、浸出剂浓度等指标有关。喷淋浸出时间、间隙时间（停止喷淋时间）的确定，主要通过试验研究与生产实践经验进行确定。一般情况下，某一新矿层（堆）从喷淋开始到停止时间为40～150d（包含休止期）；停止喷淋晾晒7～20d，用挖掘机疏松老堆顶部后再铺新矿石，进入第二个循环周期。