Kuparin valmistus


Liekkisulatus

Kuparia valmistetaan sulfidimalmeista, eniten kuparikiisusta CuFeS2. Sulfidimalmi on pelkistystä varten muutettava oksidiksi pasuttamalla. Suomessa kehitetyssä liekkisulatusuunissa tapahtuvat molemmat vaiheet samalla kertaa. Koska pasutus vapauttaa lämpöä, ei lämpöä sitovaan pelkistysvaiheeseen tarvita erillistä kuumennusta ja säästetään energiaa.
Liekkisulatusuuniin syötetään malmirikasteen, hiekan ja uunin tuottaman kuonan seosta ja uuniin puhalletaan hapella väkevöityä ilmaa. Tapahtuu seuraavia reaktioita:

Hiekka muodostaa rautaoksidin kanssa kuonaa: FeO + SiO2 → FeSiO3.

Liekkisulatusuunista saatavasta kuparikivestä vähennetään vielä epäpuhtauksia kuten rautaa ja rikkiä konvertterissa, jossa ilmaa ja happea puhalletaan sulatteeseen. Rikkiä ja happea poistetaan vielä anodiuunissa, jolloin saadaan 99-prosenttista anodikuparia.

liekkisulatus

Elektrolyyttinen puhdistus

Anodikupari puhdistetaan vielä elektrolyysillä 99,999-prosenttiseksi. Siinä positiivisena kohtiona oleva anodikupari syöpyy kuparisulfaattiliuokseen kupari-ioneina, jotka kulkevat negatiiviselle kohtiolle ja pelkistyvät puhtaasta kuparista tehdyn siemenkatodin pinnalle. Epäjalommat metallit jäävät liuokseen ioneina. Jalommat taas eivät hapetu anodilla vaan painuvat elektrolyysialtaan pohjalle. Sieltä saa kultaa ja hopeaa.

elektrolyysi

Liekkisulatuksen kehittämisestä luet enemmän historiaosassa.