Электролитическая очистка является сегодня основным методом очистки меди, и подавляющее большинство рафинированной меди в мире производится именно этим методом. Она использует электрохимические принципы для эффективной очистки сырой меди, содержащей приблизительно 99% меди, до чистоты более 99,99%.

Принцип работы: «Транспорт» от анода к катоду

Сырая медь отливается в виде толстой пластины в качестве анода и тонкого листа чистой меди или пластины из нержавеющей стали в качестве катода, погружаемых в электролитическую ячейку, содержащую смесь сульфата меди и серной кислоты. При подаче постоянного тока атомы меди на аноде растворяются в ионы меди, которые попадают в раствор. Эти ионы меди мигрируют к катоду и получают электроны, осаждая высокочистую электролитическую медь. Весь процесс эквивалентен «перемещению» меди от анода к катоду, поддерживая относительно постоянную концентрацию ионов меди в растворе.

Судьба примесей: драгоценные металлы становятся «неожиданной находкой»

Электролитическая очистка умело использует разницу электродных потенциалов между различными металлами. Драгоценные металлы, такие как золото, серебро, платина и палладий, имеют более положительный потенциал, чем медь, и не растворяются во время электролиза, оседая на дне ячейки в виде анодного шлама. Эти частицы анодного шлама являются ценным сырьем для извлечения драгоценных металлов — каждая тонна медного анодного шлама содержит приблизительно 2000-3000 граммов золота. Крупные отечественные плавильные заводы могут ежегодно извлекать более десяти тонн золота и сотни тонн серебра только из анодного шлама. Хотя реактивные металлы, такие как железо, цинк и никель, растворяются с медью, их трудно осадить на катоде, и они остаются в электролите, требуя периодической очистки.

Сцена в цехе: точно контролируемое крупномасштабное производство

Зайдя в современный электролитический медеплавильный завод, можно увидеть сотни аккуратно расположенных электролитических ячеек. В ячейках используются чередующиеся анодные и катодные пластины. После подачи напряжения анод постепенно растворяется, и на катоде непрерывно осаждается толстый слой блестящей электролитической меди. Плотность тока в традиционном процессе составляет 220-280 А/м², которую можно увеличить до 320-370 А/м² с использованием технологии постоянных катодных пластин из нержавеющей стали, достигая КПД по току более 97%.