Was ist eine Kupferkathode?

Kupferkathode ist eine Kupferform mit einer Reinheit von 99,95%. Um Verunreinigungen aus Kupfererz zu entfernen, werden zwei Prozesse durchgeführt: Schmelzen und Elektroraffinieren. Das dabei entstehende, nahezu reine Kupfer ist ein hervorragender Leiter und wird häufig für die elektrische Verkabelung verwendet.

Kupfer existiert im Boden nicht in seiner reinen Form. Es ist vielmehr Teil einer Verbindung. Eine der häufigsten Arten von Kupfererz ist eine Mischung aus Kupfer, Eisen und Schwefel. Dieses Erz wird Chalkopyrit genannt. Nachdem das Erz abgebaut wurde, wird es in einem Ofen auf 1100 ° C erhitzt. Bei dieser Temperatur reagiert Sauerstoff mit dem Eisen im Erz und verwandelt das Erz in drei Substanzen, Eisenoxid, Schwefeldioxid und Kupfersulfit.

Nachdem der größte Teil des Eisens aus dem Kupfererz entfernt wurde, ist das Kupfersulfit, das auch als Kupfermatte bekannt ist, einem hohen Sauerstoffgehalt ausgesetzt. Der Kupferstein befindet sich immer noch in einem geschmolzenen Zustand, und der in den Ofen gelieferte Sauerstoff kann sich mit dem verbleibenden Schwefel verbinden, wodurch mehr Schwefeldioxid und 99% reines Kupfer entstehen.

Zu diesem Zeitpunkt kann das raffinierte Kupfer für Waren verwendet werden, die keinen hohen Leitfähigkeitsgrad erfordern, aber das Kupfer kann durch den Elektroraffinierungsprozess weiter zu einer Kupferkathode raffiniert werden. Viele der verbleibenden Verunreinigungen im Kupfer sind Spuren anderer Mineralien, einschließlich Nickel, Silber und Gold. Diese Spurenelemente werden während der Elektroraffinierung gesammelt.

Bei der Elektroraffination wird das zu 99% reine Kupfer in eine Lösung aus Schwefelsäure und Kupfersulfat gegeben. Die Blätter aus unreinem Kupfer werden neben Materialien aufgereiht, auf denen sich reines Kupfer ablagert. Strom wird durch die unreinen Kupferplatten, die Anoden genannt werden, in die Tanks geleitet und verlässt das gebildete reine Kupfer, auch Kupferkathode genannt. Verunreinigungen im Kupfer sinken entweder auf den Boden der Tanks oder steigen an die Oberfläche, wenn Ionen aus reinem Kupfer durch die Lösung zu den Kathoden gelangen.

Kupferkathoden werden häufig zur Herstellung von Kupferdrähten verwendet, da sie einen hervorragenden Strom- und Wärmeleiter darstellen. Die Biegsamkeit von Kupfer macht es zu einer hervorragenden Wahl für Elektro- und Audiokabel, die dünn und flexibel sein müssen. Abgesehen von Draht wird Kupferkathode auch zur Herstellung von Kupferkuchen verwendet, dessen Dicke von dünnen Folien bis zu dicken Platten reicht. Barren aus elektrolytisch definiertem Kupfer können auch zur Herstellung von Legierungen wie Bronze verwendet werden.