Dans le domaine du recyclage et de la réutilisation du cuivre de récupération, le raffinage électrolytique en cellules électrolytiques joue un rôle crucial. Il permet de convertir efficacement le cuivre de récupération en produits de cuivre de haute pureté, assurant ainsi le recyclage des ressources. Le processus de raffinage électrolytique du cuivre de récupération dans une cellule électrolytique est décrit ci-après.

1. Configuration : Dans la cellule électrolytique, une plaque anodique obtenue par raffinage pyrométallurgique sert d’anode, et une fine feuille de cuivre pur (plaque d’amorçage) ou une plaque de base en acier inoxydable sert de cathode. L’électrolyte est une solution acide contenant du sulfate de cuivre et de l’acide sulfurique libre.

2. Mise sous tension : application d'un courant continu.

3. Procédé électrochimique :

   Réaction anodique : Le cuivre (Cu) de la plaque anodique perd des électrons et se dissout dans l'électrolyte sous forme d'ions cuivre (Cu²⁺) : Cu - 2e⁻ → Cu²⁺

   Réaction cathodique : Les ions cuivre (Cu²⁺) présents dans l’électrolyte captent des électrons à la cathode, sont réduits en cuivre pur et se déposent sur la cathode : Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

4. Trajectoire des impuretés :

   Les métaux précieux, tels que l'or, l'argent, le platine et le palladium, sont insolubles et se déposent au fond de la cellule électrolytique sous forme de minuscules particules, formant ainsi des « boues anodiques ». Ces boues anodiques constituent une matière première importante et précieuse pour l'extraction de ces métaux précieux.

   Les métaux de base, comme le fer, le zinc et le nickel, se dissolvent dans l'électrolyte avant le cuivre, mais ne se déposent pas sur la cathode (ce qui nécessiterait une tension plus élevée) et restent donc dans l'électrolyte. Leur concentration doit être contrôlée par une purification périodique de ce dernier.

   Des impuretés nocives, telles que l'arsenic, l'antimoine et le bismuth, pénètrent en partie dans l'électrolyte et en partie dans la boue anodique, ce qui nécessite un contrôle strict.

5. Conditionnement : Après le cycle d’électrolyse, le cuivre cathodique recouvert d’une épaisse couche de dépôts de cuivre pur est retiré, nettoyé et conditionné pour obtenir le produit final. Les plaques d’anode consommées (électrodes résiduelles) sont renvoyées au four à anodes pour être refondues.

Grâce au procédé de raffinage électrolytique décrit ci-dessus dans la cellule électrolytique, les déchets de cuivre peuvent être efficacement convertis en produits de cuivre de haute pureté, ce qui améliore non seulement le taux d'utilisation des ressources en cuivre, mais réduit également la pollution environnementale, entraînant des avantages économiques et environnementaux importants.