Hvad er en kobberanode?
En kobberanode er en knude, der tillader en elektrisk strøm at strømme ind i en elektrisk enhed. Det er normalt, men ikke altid, den positive terminal i en elektrokemisk celle, hvor anioner, negativt ladede ioner, koncentreres. Der er mange typer anoder, såsom grafitanoder og aluminiumanoder. Kobberanoder adskiller sig fra disse, ved at de bruges specifikt til kobberraffinering i en proces, der kaldes kobbersmeltning.
En kobberanode er lavet af pulverisering af en kobbermalm kaldet chalcopyrite, CuFeS 2 , og blanding af den med vand, fyrolie og amylxanthat, et salt, der bruges til at gøre blandingen vandafvisende. Efter at blandingen er fremstillet, ledes komprimeret luft gennem den for at tillade yderligere oprensning. Derefter kombineres chalcopyritblandingen med kalksten og sand og opvarmes til ca. 2.300 grader Fahrenheit (1.110 grader celsius) i en iltovn.
Når blandingen opvarmes, reagerer ovnens ilt med jernet i det originale chalcopyritproducerende jern (II) -oxid. Kobberet forbliver i form af kobbersulfid, en fremragende leder af elektricitet. Svovldioxid produceres også i denne proces som et biprodukt.
Overskydende svovl reagerer yderligere med kobbersulfid til frembringelse af chalcocit (Cu 2 S) i en smeltet form, der samles i bunden af ovnen adskilt fra andre biprodukter, såsom ferrosilit (FeSiO 3 ) og wollastonit (CaSiO 3 ). Det resterende kobbersulfid forarbejdes endnu mere ved at blæse opvarmet ilt ind i det. Gassen reagerer derefter med svovlet for igen at producere svovldioxid, hvilket kun efterlader kobber.
Kobberanoden bliver endelig nyttig under det sidste trin i kobberrensningsprocessen. Anoden bruges i elektrolyse, en række reaktioner, der adskiller et kemisk stof i dets ioner. I dette tilfælde bruges elektrolyse til at omdanne det urene kobber fremstillet fra den foregående proces til rent kobber. Det urene kobber bruges til at konstruere kobberanoden, så det rene kobber samles ved katoden.
Både anoden og katoden er nedsænket i en opløsning bestående af svovlsyre og kobber (II) sulfat og forbundet til en ekstern strømkilde. Når en elektrisk strøm ledes gennem cellen, transformeres uren kobbermetal til kobber (II) ioner ved anoden, og disse kobber (II) ioner omdannes tilbage til rent kobbermetal ved katoden. Urenhederne, som ellers kan indeholde ædelmetaller, såsom guld og sølv, falder til bunden af cellen.