L'affinage électrolytique du cuivre est un procédé métallurgique essentiel pour purifier davantage le cuivre pyrométallurgique et obtenir du cuivre électrolytique de haute pureté. Le cuivre pyrométallurgique contient généralement encore 0,5 % à 0,8 % d'impuretés, ce qui réduit sa conductivité électrique et thermique, ainsi que son usinabilité. L'affinage électrolytique permet non seulement d'éliminer efficacement ces impuretés et de produire un cuivre cathodique d'une pureté exceptionnelle, mais aussi de récupérer des métaux précieux comme l'or et l'argent présents dans les boues anodiques.

Principe de base 

 L'affinage électrolytique du cuivre se déroule dans une cellule électrolytique. Des plaques épaisses de cuivre blister sont coulées pour former l'anode, de fines feuilles de cuivre pur (plaques d'amorçage) ou des plaques d'acier inoxydable sont utilisées comme cathode, et une solution de sulfate de cuivre et d'acide sulfurique sert d'électrolyte. Lorsqu'un courant continu est appliqué, le cuivre à l'anode se dissout en ions cuivre, qui passent dans la solution. Ces ions cuivre captent des électrons à la cathode et se déposent sous forme de cuivre pur.

Devenir des impuretés 

La séparation des impuretés dépend de leur potentiel d’électrode : les impuretés plus réactives que le cuivre (comme le fer, le zinc et le nickel) se dissolvent avec le cuivre dans l’électrolyte mais ne se déposent pas à la cathode ; elles doivent être éliminées par purification de l’électrolyte.

Les impuretés moins réactives que le cuivre (comme l’or, l’argent et les métaux du groupe du platine) ne se dissolvent pas et se déposent au fond de la cellule électrolytique sous forme de « boue anodique ». La boue anodique est une matière première importante pour la récupération des métaux précieux.

Les impuretés ayant un potentiel similaire à celui du cuivre (comme l’arsenic, l’antimoine et le bismuth) : certaines pénètrent dans l’électrolyte, tandis que d’autres s’hydrolysent et se retrouvent dans la boue anodique.

Produits du procédé 

Le cuivre cathodique obtenu par raffinage électrolytique du cuivre peut atteindre une pureté supérieure à 99,95 % et est largement utilisé dans les industries électrique, mécanique et chimique.

Le raffinage électrolytique du cuivre permet une purification efficace du cuivre brut et une récupération complète des métaux précieux grâce à des principes électrochimiques, ce qui en fait un maillon essentiel et indispensable de l'industrie métallurgique moderne du cuivre.