Qu'est-ce qu'une anode de cuivre?
Une anode en cuivre est un nœud qui permet à un courant électrique de circuler dans un appareil électrique. C’est généralement, mais pas toujours, la borne positive d’une cellule électrochimique où se concentrent les anions, ions chargés négativement. Il existe de nombreux types d'anodes, tels que les anodes en graphite et les anodes en aluminium. Les anodes en cuivre diffèrent de celles-ci en ce qu'elles sont spécifiquement utilisées pour l'affinage du cuivre dans un processus appelé fusion du cuivre.
Une anode en cuivre est obtenue en pulvérisant un minerai de cuivre appelé chalcopyrite, CuFeS 2 , et en le mélangeant avec de l’eau, de l’huile de pin et du xanthate d’amyle, un sel utilisé pour rendre le mélange hydrofuge. Après avoir fait le mélange, l'air comprimé est passé à travers pour permettre une purification plus poussée. Ensuite, le mélange de chalcopyrite est combiné avec du calcaire et du sable et chauffé à environ 1100 degrés Celsius (1100 degrés Fahrenheit) dans un four à oxygène.
Pendant le chauffage du mélange, l'oxygène du four réagit avec le fer dans l'oxyde de fer (II) d'origine calcaire. Le cuivre reste sous forme de sulfure de cuivre, un excellent conducteur de l'électricité. Le dioxyde de soufre est également produit dans ce processus en tant que sous-produit.
L'excès de soufre réagit en outre avec le sulfure de cuivre pour produire de la chalcocite (Cu 2 S) sous une forme fondue qui s'accumule au fond du four et est séparée des autres sous-produits tels que la ferrosilite (FeSiO 3 ) et la wollastonite (CaSiO 3 ). Le sulfure de cuivre restant est traité encore plus en y insufflant de l'oxygène chauffé. Le gaz réagit alors avec le soufre pour produire à nouveau du dioxyde de soufre, ne laissant que du cuivre.
L'anode en cuivre devient finalement utile lors de la dernière étape du processus de purification du cuivre. L'anode est utilisée dans l'électrolyse, une série de réactions qui séparent une substance chimique en ses ions. Dans ce cas, l'électrolyse est utilisée pour convertir le cuivre impur issu du processus précédent en cuivre pur. Le cuivre impur est utilisé pour construire l'anode en cuivre afin que le cuivre pur puisse se rassembler à la cathode.
L'anode et la cathode sont immergées dans une solution composée d'acide sulfurique et de sulfate de cuivre (II) et connectées à une source d'alimentation externe. Lorsqu'un courant électrique traverse la cellule, le cuivre métallique impur est transformé en ions cuivre (II) à l'anode, et ces ions cuivre (II) sont reconvertis en cuivre pur à la cathode. Les impuretés, qui pourraient inclure des métaux précieux tels que l’or et l’argent, tombent au fond de la cellule.