تُعد الخلية الإلكتروليتية الجهاز الأساسي لنظام التكرير الإلكتروليتي. وهي عادةً ما تُصنع من مواد مقاومة للتآكل (مثل الخرسانة المبطنة بالبلاستيك أو الألياف الزجاجية)، وتُملأ بالإلكتروليت مع صفائح الأنود والكاثود المرتبة بشكل منظم.

الوظيفة الرئيسية:

1. يوفر موقعًا للتفاعلات الكهروكيميائية: الخلية الإلكتروليتية عبارة عن وعاء مغلق أو مفتوح مملوء بمادة إلكتروليتية (عادة ما تكون خليطًا من كبريتات النحاس وحمض الكبريتيك) لخلق البيئة الكيميائية اللازمة لإذابة وترسيب النحاس.

2. تحقيق التنقية الإلكتروليتية للنحاس:

   العملية الأنودية: بعد تطبيق التيار المباشر، يخضع النحاس الموجود في لوحة الأنود (المصنوعة من النحاس الخام) لتفاعل أكسدة، ويفقد الإلكترونات، ويذوب في الإلكتروليت على شكل أيونات النحاس (Cu²⁺).

   عملية الكاثود: تكتسب أيونات النحاس في الإلكتروليت إلكترونات على لوحة الكاثود (عادةً ما تكون لوحة بداية من النحاس النقي أو لوحة قاعدة من الفولاذ المقاوم للصدأ)، ويتم اختزالها لترسيب النحاس الإلكتروليتي عالي النقاء.

3. فصل الشوائب:

   تنقية الإلكتروليت: تدخل الشوائب المعدنية الأكثر تفاعلاً من النحاس (مثل الحديد والزنك) إلى الإلكتروليت مع أيونات النحاس، لكنها لا تترسب عند المهبط. بدلاً من ذلك، تتراكم في المحلول وتُزال من خلال معالجة تنقية لاحقة.

   تكوين طين الأنود: الشوائب الأقل تفاعلاً من النحاس (مثل الذهب والفضة والرصاص وما إلى ذلك) لا تذوب وتلتصق بسطح الأنود أو قاع الخزان على شكل رواسب صلبة، مكونة "طين الأنود"، والذي يمكن استخدامه كمادة خام لاستعادة المعادن الثمينة.

   نقاط إضافية:

   استمرارية الإنتاج: عادة ما يتم توصيل الخلايا الإلكتروليتية على التوالي أو بالتوازي لتشكيل ورش عمل التحليل الكهربائي واسعة النطاق لتحقيق إنتاج مستمر واسع النطاق.

   استهلاك الطاقة والكفاءة: يؤثر تصميم وظروف تشغيل الخلية الإلكتروليتية (مثل كثافة التيار ودرجة الحرارة ودوران الإلكتروليت وما إلى ذلك) بشكل مباشر على استهلاك الطاقة وكفاءة استخلاص النحاس.

   حماية البيئة والسلامة: تم تجهيز أنظمة الخلايا الإلكتروليتية الحديثة بأجهزة تهوية ومعالجة السوائل النفايات وأجهزة تحكم آلية لتقليل انبعاث الغازات الضارة (مثل رذاذ الحمض) وضمان سلامة الإنتاج.