Raffination von Kupfer

Beschreibung / Inhalt
In diesem Dokument wird die Raffination von Kupfer beschrieben. Kupfer wird aufgrund seiner chemischen Stabilität und guten elektrischen Leitfähigkeit als wichtiger Werkstoff betrachtet. Die Leitfähigkeit von Kupfer hängt von seiner Reinheit ab. Wenn Arsen im Kupfer vorhanden ist, wird seine Leitfähigkeit um ein Drittel verringert. Am Anfang der Raffinationsprozesses enthält das Rohkupfer Silber, Gold, Platin, Eisen, Blei, Zink, Zinn, und Arsen. Für den raffination des Rohkupfers wird es elektrolytisch in verdünnter Schwefelsäure gelöst. Das Elektrolytkupfer bildet die Kathode, während die Anode aus dem Rohkupfer besteht. Kupferreste an der Anode werden oxidiert und als Schlamm entfernt, während Kupfer an der Kathode abgeschieden wird. Edle Metalle, die sich aus dem Schlamm bilden, werden extrahiert. Um das Abscheiden von Arsen zu verhindern, muss der Arsengehalt des Elektrolyts niedrig gehalten werden. Eine Elektrolysezelle kann 50 Anoden-Kathoden-Paare enthalten, die in einem Abstand von 4 cm angebracht sind. Die Anode besteht aus einem 4 cm dicken Rohkupferblock und die Kathode aus 4 mm dickem Kupfer. Nach einem Monat ist die Anode zu 90% aufgelöst. Das Elektrolytkupfer wird dann eingeschmolzen und in Zylindern, Platten oder Barren gegossen, bevor es in den Handel kommt. 1 kg Kupfer benötigt 0,3 kWh an Energie.
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Auszug aus Referat
Raffination von Kupfer Kupfer ist chemisch stabil und eine guter elektrischer Leiter. Aus diesen Gründen ist Kupfer ein wichtiger Werkstoff. Die Leitfähigkeit des Kupfer hängt von der Reinheit des Metalls ab. Sind im Kupfer 0,07 Arsen enthalten, so wird die Leitfähigkeit des Kupfers um 1 3 vermindert. Rohkupfer enthält: Silber, Gold, Platin, Eisen, Blei, Zink, Zinn, Arsen. Das Rohkupfer muß nun elektrolytisch raffineriert werden. Dazu benötigt man ein in verdünnter Schwefelsäure gelöstes Kupfersulfat. Das Elektrolytkupfer bildet die Kathode. Die Anode besteht aus Rohkupfer. Die Kupfer Ionen an der Kathode werden reduziert, das Kupfer an der Anode wird oxidiert. So ergibt sich die geringste Zersetzungsspannung. Bei diesem Vorgang, der eigentlich ohne Spannung ablaufen müßte, löst sich die Anode auf. Geringere Spannung ist jedoch notwendig, da die Konzentration an Kupfer Ionen an der Anode größer ist als an der Kathode. Aus diesem Grund ergeben sich Unterschiede an den Elektronenpotentialen. Die geringe Spannung wird außerdem benötigt, da das Elektrodenmaterial nicht gleich ist und der elektrische Widerstand der Lösung muß überwunden werden. Wird eine Spannung von 0,3 V angelegt, oxidieren Kupfer und die unedlen Bestandteile der Rohkupfer Anode und werden gelöst. Edle Metalle oxidieren nicht, sondern fallen als unlöslicher Schlamm herab, wenn die Anode aufgelöst wird. Platin, Gold und Silber werde aus diesem Schlamm gewonnen. Das Kupfer wird an der Kathode abgeschieden. Um ...
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