Les raffineries de cuivre électrolytique utilisent du cuivre brut raffiné par pyrométallurgie (cuivre anodique) comme matière première et le raffinent par électrolyse pour produire du cuivre cathodique de haute pureté, avec une teneur en cuivre supérieure à 99,95 %.

Procédé principal : Le cuivre brut sert d’anode, et des plaques de cuivre pur ou d’acier inoxydable de cathode. Ces plaques sont placées dans un électrolyte de sulfate de cuivre et d’acide sulfurique, et un courant continu y est appliqué. Le cuivre anodique se dissout et du cuivre pur se dépose sur la cathode. Les impuretés se retrouvent dans l’électrolyte ou précipitent sous forme de boues anodiques. Un procédé typique comprend les étapes suivantes : plaque d’anode en cuivre brut → électrolyse dans la cuve → dépôt de cuivre cathodique → extraction et lavage → cuivre cathodique fini. Les boues anodiques sont ensuite envoyées pour la récupération de l’or, de l’argent et des métaux du groupe du platine.

Composition de l'atelier : L'atelier comprend principalement les sections de préparation des anodes, d'électrolyse, de traitement des cathodes, de purification de l'électrolyte et de traitement des boues anodiques, ainsi qu'un entrepôt de produits finis et des systèmes auxiliaires tels que l'alimentation électrique, la ventilation et le contrôle des brouillards acides.

Équipements clés : Atelier d'électrolyse : Cellules électrolytiques (revêtement anticorrosion), plaques d'anodes, plaques de cathodes (plaques d'amorçage ou cathodes permanentes en acier inoxydable), barres omnibus conductrices en cuivre et ponts roulants entièrement automatisés.

Traitement des électrodes : Unité de mise en forme des anodes, unité de fabrication des électrodes d'amorçage, unité de décapage des cathodes, unité de lavage des électrodes résiduelles.

Système d'électrolyte : Pompe de circulation, échangeur de chaleur à plaques en titane, réservoir de haute pression, filtre-presse, doseur d'additifs.

Purification et traitement des boues anodiques : Cellule d'électrodéposition pour l'élimination du cuivre, cristalliseur à évaporation sous vide, four de grillage et équipement de raffinage des métaux précieux.

Protection environnementale auxiliaire : Système d'alimentation électrique du redresseur, tour de lavage des brouillards acides, station de traitement des eaux, système de contrôle DCS/PLC.

La conception d'une raffinerie de cuivre électrolytique doit se concentrer sur la standardisation des électrodes, le contrôle de la composition de l'électrolyte, l'uniformité de la température, ainsi que sur les niveaux d'automatisation et de protection de l'environnement afin de garantir une production efficace et stable.