Окисленные медные руды являются важным источником меди. Для получения из них электролитической меди применяются преимущественно два технологических маршрута — гидрометаллургический и пирометаллургический; в обоих случаях конечным продуктом, получаемым в результате электролитического рафинирования, являются медные катоды высокой чистоты.

Пирометаллургический процесс плавки и электролиза

Данная технологическая схема подходит для переработки высокосортных окисленных медных руд. Рядовая руда подвергается дроблению и измельчению до требуемой крупности, а при необходимости — флотационному обогащению. Затем она поступает на стадию плавки, где взаимодействует с кремнеземом, известняком и коксом в отражательной или взвешенно-плавильной печи при температуре 1200–1300°C; в результате образуется медный штейн с содержанием меди 40–75%. Штейн продувают в конвертере системы Пирса-Смита, подвергая ступенчатому окислению для удаления железа и серы, что позволяет получить черновую медь с содержанием меди 95–98%. Эта черновая медь проходит пирометаллургическое рафинирование в анодной печи (включающее продувку воздухом для удаления примесей на стадии окисления и восстановительную обработку древесными шестами или природным газом на стадии восстановления) и отливается в виде анодов с содержанием меди ≥99,2%. На заключительном этапе проводится электролитическое рафинирование в электролите, содержащем 40–50 г/л Cu²⁺ и 180–200 г/л H₂SO₄, при плотности тока 220–300 А/м², в результате чего получают катодную медь с содержанием меди ≥99,95%.

Гидрометаллургический процесс электроэкстракции

Этот метод является основным способом переработки низкосортной окисленной медной руды. После дробления и измельчения руда подвергается выщелачиванию серной кислотой, что позволяет меди перейти в раствор в ионной форме. Затем выщелачивающий раствор извлекается и очищается для получения высококонцентрированного раствора сульфата меди, который, наконец, подается в электроосаждающую ячейку. Под действием постоянного тока ионы меди непосредственно осаждаются на катоде, образуя электролитическую медь (содержащую ≥99,95% меди).

Оба процесса имеют свои преимущества: пирометаллургический метод подходит для переработки богатых руд, а гидрометаллургический — для низкосортных окисленных рудных ресурсов. Вместе они составляют современную систему производства электролитической меди.