除了投资水电站、天然气、太阳能等能源行业，刘汉还从2006年开始进军矿业。其大手笔的资金运作，为其赢得“矿业大亨”的称号。在此前，他已通过入股其堂兄旗下的公司，间接投资了矿业。

　　1998年，刘汉旗下的广汉市平原实业发展有限总公司，投资其堂兄刘沧龙设立的四川宏达(集团)有限公司，持股26%。2001年，刘沧龙控制的四川宏达化工股份有限公司（600331.SH，下称宏达股份）在上交所上市，刘汉旗下的广汉市平原实业发展有限总公司持股26.14%，为第二大股东，刘汉还担任宏达股份副董事长。

　　宏达系投资经营的云南兰坪县铅锌矿是亚洲最大的铅锌矿，此外还投资经营了位于四川凉山州的甘洛铅锌矿。

　　刘汉自己直接控制的汉龙集团，则是从2006年才开始大规模寻找矿产投资项目。

　　2008年前后，一个姓李的老板在云南瑞丽有一个钪矿项目。汉龙集团与该人合作成立公司，出资6000万元，占60%股份。

　　2008年汶川地震之后，四川省地矿局下属的矿业公司对凉山州木里县梭罗沟黄金矿的开发项目进行招标，刘汉的公司成为中标者之一。为了开发这个黄金矿，三家公司共同成立了木里县容大矿业有限公司，其中包括紫金矿业集团股份有限公司。刘汉旗下的公司投资一亿多元，占股38%。

　　2007年，刘汉和一位吕姓老板合作，成立西藏阿里朋成矿业有限公司。开发西藏阿里地区几十万吨的锂盐矿。

　　2009年左右，汉龙集团和四川地质矿产公司成立新公司，开采稀土矿，从2010年开始盈利。2012年11月，该新公司借ST天成（600392.SH）的壳上市。

　　从2009年开始，刘汉开始大举进军国外的矿业。2009年下半年，刘汉的公司用2亿多美金收购了澳大利亚钼矿公司（Moly Mine Ltd.）55.49%的股份。

　　2011年7月，汉龙集团向澳大利亚铀矿产商Bannerman 资源公司提出收购，报价为1.53亿美元。Bannerman在纳米比亚拥有埃坦戈铀矿80%权益，并同时拥有另外一个铀矿。

　　2011年3月，汉龙集团收购澳大利亚铁矿企业Sundance资源公司18.6%的股份，同年9月，双方达成全资收购协议，交易金额达16.5亿澳元，后经过调整，收购代价约为14亿澳元。Sundance资源公司在非洲中部的喀麦隆与刚果共和国的边界有一个铁矿石开采项目。2012年，刘汉访问喀麦隆，邀请喀麦隆总统率部长访问成都。

　　2012年10月，国家开发银行曾承诺向汉龙集团提供10.22亿美元的贷款用于收购，但最终贷款未获批。2013年4月，刘汉案发后不久，该项收购终止。

　　2013年初，刘汉在美国的一项钼矿投资计划被《华尔街日报》披露。汉龙集团投资8000万美元，购入通用钼业公司(General Moly Inc.)30%的股权，并承诺未来将为内达华州小镇尤里卡的采矿工程安排7.9亿美元的融资。

　　该报道将刘汉描述为一名低调的中国矿业大亨。他此前收购澳大利亚钼矿公司的名声吸引了通用钼业公司在2010年主动上门，刘汉也乐于在钼价低谷之际出手。在采访中，刘汉向《华尔街日报》介绍了自己的一些传奇经历，并在被问及对钼矿市场的信心时，说出了后来被广为流传的一句话：刘汉从来都是赢家，刘汉从不失手。