Elektrolytische Raffination von Kupfer

Die elektrolytische Raffination von Kupfer ist eine technisch wichtige Elektrolyse.

Kupfer findet man in der Erde selten als reines Metall, sondern meistens chemisch gebunden in Erzen. Das aus dem Erz gewonnene Rohkupfer hat einen Kupferanteil von 98 %. In den restlichen 2 % sind neben unedlen Metallen wie Eisen und Zink auch Edelmetalle wie Silber und Gold und enthalten. Die elektrolytische Raffination von Kupfer wird mit einer Schwefelsäure-haltigen Kupfer-(II)-sulfat-Lösung, einer Rohkupfer-Anode und eine Reinkupfer-Kathode durchgeführt. Bei der Elektrolyse werden nun alle im Vergleich zu Kupfer unedleren Metallen oxidiert und gehen mit diesem als Kationen in Lösung, während die edleren Metalle als „Anodenschlamm“ absinken. Dieser wird später verwertet, er ist Ausgangsmaterial für die Gewinnung von Edelmetallen. Während die Anode sich langsam unter Bildung der Kationen auflöst, scheidet sich an der Kathode durch Reduktion von Kupferionen ausschließlich Kupfer (Massenanteil w(Cu)=99,98 %) ab.

Reaktionsgleichung:

Anode

$\mathrm{Cu \longrightarrow Cu^{2+} + 2 \ e^-}$

$\mathrm{Fe \longrightarrow Fe^{2+} + 2 \ e^-}$

$\mathrm{Zn \longrightarrow Zn^{2+} + 2 \ e^-}$

Kathode

$\mathrm{Cu^{2+} + 2 \ e^- \longrightarrow Cu}$