Электролитическая ячейка является основным устройством системы электролитического рафинирования. Обычно она изготавливается из коррозионностойких материалов (таких как бетон, облицованный пластиком или стекловолокном) и заполняется электролитом, при этом анодные и катодные пластины расположены в упорядоченном порядке.

Основная функция:

1. Обеспечивает место для электрохимических реакций: Электролитическая ячейка представляет собой закрытый или открытый контейнер, заполненный электролитом (обычно смесью сульфата меди и серной кислоты) для создания необходимой химической среды для растворения и осаждения меди.

2. Достижение электролитической очистки меди:

   Анодный процесс: После подачи постоянного тока медь в анодной пластине (изготовленной из неочищенной меди) подвергается реакции окисления, теряет электроны и растворяется в электролите в виде ионов меди (Cu²⁺).

   Катодный процесс: ионы меди в электролите получают электроны на катодной пластине (обычно это исходная пластина из чистой меди или базовая пластина из нержавеющей стали) и восстанавливаются, осаждая электролитическую медь высокой чистоты.

3. Отделение примесей:

   Очистка электролита: Металлические примеси, которые более реакционноспособны, чем медь (например, железо и цинк), попадают в электролит вместе с ионами меди, но не выпадают в осадок на катоде. Вместо этого они накапливаются в растворе и удаляются в ходе последующей очистки.

   Образование анодного осадка: Примеси, менее реакционноспособные, чем медь (такие как золото, серебро, свинец и т. д.), не растворяются и прилипают к поверхности анода или дну резервуара в виде твердых осадков, образуя «анодный осадок», который может быть использован в качестве сырья для извлечения драгоценных металлов.

Дополнительные замечания:

Непрерывность производства: Электролитические ячейки обычно соединяются последовательно или параллельно для создания крупномасштабных электролизных цехов, что обеспечивает непрерывное крупномасштабное производство.

Энергопотребление и эффективность: Конструкция и условия работы электролитических ячеек (такие как плотность тока, температура и циркуляция электролита) напрямую влияют на энергопотребление и эффективность извлечения меди.

Защита окружающей среды и безопасность: Современные электролитические системы оснащены системами вентиляции, очистки сточных вод и автоматизированными устройствами управления для снижения выбросов вредных газов (таких как кислотный туман) и обеспечения безопасности производства.