Pour passer du cuivre brut au cuivre pur à 99,99 %, la méthode essentielle est l'affinage électrolytique. Le cuivre brut (environ 99 %) est d'abord coulé en plaques anodiques, et de fines feuilles de cuivre pur servent de cathodes. Les deux sont immergées dans un électrolyte d'acide sulfurique et de sulfate de cuivre. Lorsqu'un courant est appliqué, le cuivre de l'anode se dissout dans la solution, tandis que les ions cuivre de la solution gagnent des électrons à la cathode et se déposent à nouveau sous forme de cuivre de haute pureté.

Le point clé : les impuretés sont « déviées »

Les métaux plus actifs que le cuivre — comme le fer, le zinc et le nickel — se dissolvent dans l'électrolyte, mais en contrôlant la tension, ils ne peuvent pratiquement pas se déposer à la cathode. Les métaux moins actifs que le cuivre — comme l'or et l'argent — ne se dissolvent pas du tout et sédimentent directement au fond de la cellule sous forme de boues anodiques. Ainsi, ce qui se forme sur la cathode est un cuivre électrolytique d'une pureté extrêmement élevée.

Atteindre 99,99 % (4N) et au-delà

Dans l'industrie, une seule passe d'électrolyse atteint généralement plus de 99,95 % de pureté. Pour atteindre de manière stable 99,99 % (4N) ou même davantage, il est souvent nécessaire de combiner la purification de l'électrolyte, le contrôle des additifs ou une seconde étape d'affinage électrolytique. Le cuivre cathodique final produit peut répondre aux exigences de haute conductivité de l'industrie électrique.