Le procédé d'affinage électrolytique du cuivre en cathodes repose sur un système d'équipement hautement automatisé. Pour garantir le rendement du courant et la qualité des cathodes de cuivre, la ligne de production nécessite quatre groupes d'équipements principaux : alimentation électrique, électrolyse, circulation de l'électrolyte et opérations mécanisées. Les équipements clés sont énumérés ci-dessous par module fonctionnel ; ces informations sont destinées à la conception du procédé, à la sélection des équipements et à la rédaction de propositions techniques pour les usines de métallurgie du cuivre.

1. Système d'alimentation électrique (Unités de redressement)

Transformateur redresseur : Abaisse la tension du courant alternatif (CA) haute tension.

Redresseur au silicium : Convertit le courant alternatif en courant continu (CC) basse tension et forte intensité.

Système de contrôle automatique à courant constant : Régule la densité de courant en temps réel pour assurer la stabilité du procédé.

Unité de refroidissement (à air ou à eau) : Dissipe la chaleur générée par les composants du redresseur.

2. Équipements principaux de la réaction électrolytique

Cuve d'électrolyse : Structure en béton armé avec revêtement en polypropylène (PP) ; résistante à la corrosion et étanche ; accueille les plaques d'anode et de cathode.

Plaque de cathode permanente : En acier inoxydable ; sert de support au dépôt de cuivre ; réutilisable.

Plaque d'anode : Coulée à partir de cuivre brut (blister) ; se dissout progressivement au cours du processus d'électrolyse.

Barres omnibus conductrices et points de contact : Barres en cuivre ou en aluminium reliant les électrodes au système d'alimentation électrique, assurant une répartition uniforme du courant.

3. Système de circulation, de contrôle de température et de purification de l'électrolyte

Pompe de circulation : Assure la circulation de l'électrolyte entre la batterie de cuves et le réservoir de charge.

Réservoir de charge (réservoir à pression constante) : Maintient une pression hydrostatique constante pour garantir une alimentation uniforme de chaque cuve en électrolyte.

Échangeur de chaleur à plaques et réchauffeur électrique : Agissent conjointement pour stabiliser la température de l'électrolyte entre 60 et 65 °C.

Filtre de précision : Filtre en continu les particules en suspension et élimine les impuretés nocives telles que l'arsenic, l'antimoine et le bismuth.

Tuyauterie et vannes : Matériaux résistants aux acides (ex. : CPVC, tuyauterie en titane) reliant les unités de circulation.

4. Équipements d'opérations mécanisées et de manutention

Unité de décollage des cathodes : Détache, lave et empile automatiquement le cuivre déposé sur les plaques de cathode en acier inoxydable.

Unité de mise en forme et de traitement des anodes : Aplanit et redresse les anodes usagées et récupère les résidus d'anodes. Unité de préparation des anodes : Soulève les nouvelles plaques d'anode et les positionne avec précision dans les cuves d'électrolyse.

Unité de lavage et d'empilage : Nettoie, pèse et conditionne les plaques de cuivre finies. Pont roulant spécialisé pour l'électrolyse : doté d'une conception amagnétique et résistante à la corrosion ; utilisé pour le chargement et le déchargement des plaques dans les cuves, le transfert entre les halls et la liaison des unités de traitement.