Production de cuivre

Le minerai

80% du cuivre est produit à partir de minerais sulfurés et oxydés. Comme ils contiennent de grandes quantités de roches stériles, les minerais sont enrichis avant d'être fondus. La production de cuivre proprement dite consiste en plusieurs opérations: la fusion, le grillage, la conversion, l’affinage électrolytique et l’affinage par le feu.

Recuit

La poursuite de la production de cuivre passe par le grillage. Le grillage convertit la plupart des sulfures impurs en oxydes. Par exemple, la pyrite, principale impureté de nombreux minerais de cuivre FeS ₂, est transformée en _{Fe2 O3}. Les gaz formés lors du grillage contiennent du _SO2 et sont utilisés pour produire de l’acide sulfurique. Les oxydes de zinc, de fer et les autres impuretés produites au cours du processus de cuisson sont séparés sous forme de scories lors de la fusion. La matte de cuivre _(Cu2 S et une impureté de FeS) est introduite dans un convertisseur, à travers lequel de l’air est soufflé. Après la conversion, le cuivre brut ou blister est produit avec des émissions de dioxyde de soufre.

Affinage

Pour extraire les éléments précieux (Ag, Au, Te, etc .) et éliminer les différentes impuretés, le métal blister est d’abord affiné par le feu, puis par affinage électrolytique. Le cuivre liquide est oxygéné au cours du processus d’affinage. Les impuretés de zinc, de cobalt et de fer sont oxydées, transformées en scories, puis éliminées, et le métal est coulé dans des moules. Ces moules servent d’anodes pour le processus d’affinage électrolytique.

Affinage électrolytique

Le principal composant de la solution électrolytique est le sulfate de CuS, car il s’agit du sel de cuivre le plus courant et le moins cher. De l’acide sulfurique est ajouté à l'électrolyte pour augmenter la conductivité électrique du _CuSO4. De petites quantités d’additifs sont également ajoutées à la solution pour produire un précipité de cuivre compact. Les impuretés métalliques contenues dans le cuivre «brut» se répartissent en deux groupes.

Boues d’anode

Au, Ag, Pb, Sn. Les métaux nobles (Ag, Au) ne subissent pas de dissolution anodique et forment avec d’autres impuretés des boues anodiques extraites périodiquement. Le plomb et l'étain se dissolvent avec le cuivre, mais des composés insolubles se forment dans l'électrolyte, qui précipitent et sont éliminés.

Sulfates

2. Zn, Fe, Co, Ni. Ces métaux ont un potentiel d'électrode nettement plus négatif que le cuivre et sont donc dissous avec le cuivre à partir de l’anode, mais ils ne précipitent pas sur la cathode et s’accumulent dans l'électrolyte sous forme de sulfates. L'électrolyte doit donc être remplacé régulièrement.

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