17.5: Переробка міді

Last updated
Save as PDF

Page ID: 23715

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Нерафінована або «блістерна» мідь при отриманні з руди становить близько 99 відсотків чистої, але бажано збільшити це до 99,95 відсотка, якщо мідь буде використовуватися в електропроводці. Навіть невеликі концентрації домішок помітно знижують електропровідність міді. Настільки високий ступінь чистоти можна отримати при електролітичному рафінуванні в осередку, аналогічній тій, яка показана на малюнку\(\PageIndex{1}\).

альт — Малюнок\(\PageIndex{1}\): Електролітичне очищення міді.

У такій осередку катодом служить тонкий лист Cu високої чистоти, а анод - нечистий Cu, який підлягає очищенню. Електроліт являє собою розчин мідного (II) сульфату. Деякі домішки - метали, такі як Fe та Zn, які легше окислюються, ніж Cu. При проходженні струму через осередок ці домішки йдуть в розчин з анода разом з Cu:

\[\text{Cu}(s) \rightarrow \text{Cu}^{2+}(aq) + \text{2}e^{-} \nonumber \]

\[\text{Fe}(s) \rightarrow \text{Fe}^{2+}(aq) + \text{2}e^{-} \nonumber \]

\[\text{Zn}(s) \rightarrow \text{Zn}^{2+}(aq) + \text{2}e^{-} \nonumber \]

Всі ці іони мігрують до катода, але Cu ²⁺ (aq) легше зменшується, ніж Fe ²⁺ (aq) або Zn ²⁺ (aq), і тому це єдиний, який виходить. Домішкові іони залишаються в розчині. Інші домішки, такі як Ag, Au та Pt, менш легко окислюються, ніж Cu. Вони залишаються в металевій формі і падають на дно клітини, утворюючи «анодний осад», з якого згодом можуть бути відновлені. Велике значення Ag, Au і Pt допомагає компенсувати витрати на переробку.