Hva er en kobberanode?
En kobberanode er en node som lar en elektrisk strøm strømme inn i en elektrisk enhet. Det er vanligvis, men ikke alltid, den positive terminalen til en elektrokjemisk celle der anioner, negativt ladede ioner, er konsentrert. Det er mange typer anoder, for eksempel grafittanoder og aluminiumsanoder. Kobberanoder skiller seg fra disse ved at de brukes spesifikt til kobberraffinering i en prosess referert til som kobbersmelting.
En kobberanode er laget av å pulverisere en kobbermalm kalt chalcopyrite, CuFeS 2 , og blande den med vann, furuolje og amylxantat, et salt som brukes til å gjøre blandingen vannavstøtende. Etter at blandingen er laget, føres trykkluft gjennom den for å tillate ytterligere rensing. Dernest kombineres chalcopyrite-blandingen med kalkstein og sand og oppvarmes til omtrent 2300 grader Fahrenheit (1110 grader celsius) i en oksygenovn.
Når blandingen varmes opp, reagerer oksygenet i ovnen med jernet i det originale chalcopyrite-produserende jern (II) oksyd. Kobberet forblir i form av kobbersulfid, en utmerket leder av elektrisitet. Svoveldioksid produseres også i denne prosessen som et biprodukt.
Overskudd av svovel reagerer videre med kobbersulfid for å produsere kalkositt (Cu 2 S) i en smeltet form som samler seg i bunnen av ovnen atskilt fra andre biprodukter som ferrosilitt (FeSiO 3 ) og wollastonite (CaSiO 3 ). Det gjenværende kobbersulfidet behandles enda mer ved å blåse oppvarmet oksygen i det. Gassen reagerer deretter med svovelen for igjen å produsere svoveldioksid, og etterlater bare kobber.
Kobberanoden blir til slutt nyttig i løpet av det siste trinnet i kobberrenseprosessen. Anoden brukes i elektrolyse, en serie reaksjoner som skiller et kjemisk stoff i dets ioner. I dette tilfellet brukes elektrolyse for å konvertere uren kobber laget av den forrige prosessen til rent kobber. Det urene kobber brukes til å konstruere kobberanoden for at det rene kobberet skal samles ved katoden.
Både anoden og katoden er nedsenket i en løsning bestående av svovelsyre og kobber (II) sulfat og koblet til en ekstern strømkilde. Når en elektrisk strøm kjøres gjennom cellen, transformeres urent kobbermetall til kobber (II) -ioner ved anoden, og disse kobber (II) -ionene transformeres tilbake til rent kobbermetall ved katoden. Forurensningene, som kan inneholde ellers edle metaller som gull og sølv, faller til bunnen av cellen.