Рафинирование меди.

Рафинирование или очищение меди от примесей производится огневым или электролитическим способами.

Огневое рафинирование меди проводят с целью получения плотных анодов для последующего электролитического рафинирования и удаления примесей. Для рафинирования меди применяют стационарные отражательные печи до 400т, а также цилиндрические наклоняющиеся печи диаметром 4м и длиной примерно 9м, вмещающие 160-250 т меди. Рафинирование состоит из следующих процессов.

При продувке воздуха через трубки, опущенные в ванну, происходит окисление жидкой меди по реакции:

2Cu + 0,5O₂ = Cu₂O + Q.

Образующаяся закись меди растворяется в жидкой меди при (1170 ⁰С до 8 %) и взаимодействует с примесями (Me) по общей схеме:

Cu₂O + Me → MeO +2Cu.

Окислы металлов (МеО) удаляются в шлак или улетучиваются. В меди остается избыточная закись меди, часть трудновосстановимых примесей (Ni, As, Sb, Bi), а также драгоценные металлы и газы. Для восстановления закиси меди проводят процесс ее восстановления, называемый “дразнением”. Деревянные бревна через порог печи одним концом вводят в металл и перемешивают ванну при этом идут реакции:

Cu₂O + C = 2Cu + CO

Cu₂O + CO = 2Cu + CO₂.

Одновременно из ванны удаляются газы. Полученную после огневого рафинирования медь чистотой 99,0…99,5 % разливают в изложницы для получения слитков в виде анодных плит для последующего электролитического рафинирования или чушек для дальнейшего переплава и получения сплавов меди.

Электролитическое рафинирование проводят с целью получения чистой от примесей меди (до 99,95 % Cu). В железобетонные ванны, облицованные изнутри винипластом, подвешивают поочередно плиты из меди после огневого рафинирования толщиной 30 - 45 мм (аноды) и тонкие листы электролитической меди (основы), которые в процессе электролиза служат катодами. В ванне циркулирует электролит при температуре 55-65 ⁰С. Электролит представляет собой водный раствор CuSO₄ (10-16 %) и H₂SO₄ (10-16 %).

При похождении через всю цепь электрического тока по направлению от анода через электролит к катоду происходит растворение меди с анода и осаждение меди на катоде по реакции:

Cu²⁺ + 2e^- → Cu.

Примеси вместе с драгоценными металлами осаждаются на дно ванны, образуя шлак, который сливают через отверстие в дне ванны. Катоды постепенно увеличиваются в толщине.

Процесс длится до полного растворения анодов. Чистая электролитическая медь содержит 99,95 % меди.

Медь имеют следующие марки: МО(Cu = 99,95 %), M1(Cu = 99,9 %), M2(Cu = 99,7 %), M3(Cu = 99,5 %), M4(Cu = 99,0 %).

Медь марки МО используют в электротехнике в качестве проводников тока. Медь марки М1 используют для выплавки высококачественных бронз, не содержащих олова.

Медь марок М2, М3 идет для изготовления токоведущего проката и медных сплавов. Медь марки М4 идет для получения литейных бронз и для изготовления неответственных деталей.

К технико-экономическим показателям относятся:

- расход электроэнергии на одну тонну меди. На современных заводах расход электроэнергии составляет 200-300 кВт∙ч на 1 тонну катодной меди;

- выход по току. Этот показатель на современных заводах достигает 98 %.