Le recyclage du cuivre dans un four de fusion est un procédé pyrométallurgique typique, visant à purifier différents types de déchets de cuivre (cuivre rouge, laiton, cuivre de faible pureté, etc.) en produits de cuivre de haute pureté (généralement du cuivre anodique, destiné à un affinage électrolytique ultérieur). Ses principales étapes sont interdépendantes et consistent en les opérations suivantes :

Tout d’abord, le prétraitement et le dosage sont fondamentaux. Les déchets de cuivre doivent être démontés, broyés et triés pour éliminer les impuretés, puis conditionnés et compactés. Le fondant et les agents réducteurs sont ajoutés avec précision en fonction de la composition afin de créer des conditions stables pour la fusion.

Lors de la fusion, la charge du four fond à haute température, formant une masse de cuivre en fusion. La plupart des impuretés légères réagissent avec le fondant pour former du laitier, qui est initialement séparé par décantation.

Ensuite, l’affinage par oxydation (soufflage) détermine la pureté du cuivre. De l'air ou des matériaux enrichis en oxygène sont insufflés dans le cuivre en fusion, oxydant préférentiellement les impuretés nocives telles que l'étain, le plomb et le zinc. Les oxydes ainsi formés s'incorporent à la couche de laitier ou sont volatilisés et éliminés. Ce procédé nécessite plusieurs cycles de formation et d'élimination de laitier jusqu'à ce que la teneur en impuretés soit conforme aux normes.

Le cuivre en fusion oxydé contient un excès d'oxygène et requiert un affinage par réduction. Un agent réducteur est introduit pour réduire l'oxyde cuivreux en cuivre, abaissant ainsi la teneur en oxygène et permettant d'obtenir un cuivre en fusion de composition acceptable.

Le cuivre en fusion affiné est ensuite coulé, refroidi et solidifié dans une machine de coulée pour former des plaques d'anode adaptées à l'affinage électrolytique.

Tout au long du processus, un système de traitement et de recyclage des gaz de combustion est mis en œuvre. Les gaz de combustion à haute température générés lors de la fusion font l'objet d'une récupération de chaleur, d'un refroidissement, d'un dépoussiérage et d'une désulfuration avant d'être rejetés conformément aux normes. Les poussières de gaz de combustion collectées sont riches en éléments précieux tels que le zinc et le plomb, qui peuvent être valorisés.

En résumé, la fusion du cuivre recyclé, grâce à cette série de réactions physico-chimiques, permet une purification efficace des ressources en cuivre résiduelles, produisant non seulement des produits en cuivre à haute valeur ajoutée, mais incarnant également les concepts importants d'économie circulaire et de production d'énergie verte.