Mục đích của việc điện phân đồng là làm giảm thành phần tạp chất và thu nhận đồng đỏ nguyên chất.
Quá trình được thực hiện trong bình điện phân. Người ta đặt các tấm điện cực anot bằng đồng đỏ, giữa các điện cực này cĩ đăt các tấm đồng mỏng tinh khiết làm điện cực catot sau đĩ đổ dung dịch điện phân CuSO4 vào.
Điện cực anot cĩ hình dạng chữ nhật với bề dày vào khoảng từ 35 – 45mm và cĩ khối lượng khoảng 300kg. Điện cực canot là đồng lá cĩ bề dày khoảng từ 0,6 đến 0,7mm. Khoảng cách giữa anot và catot là vào khoảng 35 đến 40mm.
Khi cho dịng điện một chiều chảy qua giữa hai điện cực sẽ diễn ra quá trình hồ tan đồng ở anot và bồi đắp đồng tinh khiết ở catot. Các tạp chất đọng lại dưới đáy bình, một vài tạp chất khác như : Ni-nickel sẽ hồ tan trong dung dịch điện phân.
Trong dung dịch điện phân sẽ xảy ra các phản ứng điện hố dưới đây : Ở anot : Cu – 2e Cu2+ (10.11)
Ở canot : Cu2+ – 2e Cu (10.12) Trong dung dịch điện phân :
CuSO4 Cu2+ + SO2
4; H2O H2 + OH- H2SO4 2H2 + SO2-
4 (10.13)
Quá trình điện phân đồng nguyên chất được thực hiện đầu tiên ở điện áp từ 0,3 đến 0,35V, mật độ dịng điện hạn chế để khơng làm cho catot bị đĩng vảy cục. Phụ thuộc vào thành phần của các tấm đồng anot, mật độ dịng điện là vào khoảng :
J = 180 270 A/m2. Suất chi phí năng lượng : N = 200 379 KWh/tấn đồng tinh khiết.
Các điện cực anot và catot trong bình điện phân được nối song song vớinhau, cịn các bình điện phân được nối nối tiếp với nhau (hệ thống nhiều bình). Rất ít khi người ta nối nối tiếp các điện cực. Sự phân bố mật độ ion khơng đồng đều giữa các phần trong bình điện phân sẽ dẫn đến sự tăng lên của chi phí năng lượng. Để đảm bảo sự đồng đều của mật độ ion, cĩ thể áp dụng biện pháp
Nhiêt độ chất điện phân được giữ ở mức độ 333 3 K. Sự đốt nĩng chất điện phân được thực hiện bởi các bộ trao đổi nhiệt làm từ than chì, titan hoặc thép khơng rỉ.
Khi tiến hành điện phân trong bình điện phân luơn cĩ xu hướng làm sao để cĩ thể thu nhận được nhiều đồng nhất theo giá trị dịng điện, giảm chi phí năng lượng và tăng khả năng sản xuất của bình điện phân.
Giảm tiêu hao kim loại theo giá trị dịng điện cĩ liên quan đến hiện tượng rị rỉ dịng điện, mà sự xuất hiện của nĩ gắn liền với các điều kiện khơng thuận lợi trong sản xuất điện phân như : làm tăng sự bay hơi axit, làm ẩm uớt các bộ phận làm từ gỗ của bình điện phân, làm đọng muối lên các thành phần trong bình, làm tăng cao điện thế của bình so với đất.
Các đường rị dịng điện trong các thiết bị điện phân cĩ thể là : 1. Theo đường đối lưu của chất điện phân.
2. Theo đường dẫn nước và hơi nước. 3. Theo cách điện giữa bình và đất.
4. Theo cách điện giữa các bình với nhau. 5. Theo các lớp lĩt dẫn điện của bình.
6. Theo đường ngắn mạch giữa các điện cực.