في عمليات صهر النحاس الحديثة، يُعدّ التكرير الإلكتروليتي الخطوة الأساسية في إنتاج نحاس الكاثود عالي النقاء. تستخدم هذه الخطوة ألواح الأنود المُكرّرة حراريًا والمصبوبة كمواد خام، ومن خلال المبادئ الكهروكيميائية، تزيد نقاء النحاس من حوالي 99.5% إلى أكثر من 99.99%، مع استخلاص المعادن الثمينة بكفاءة عالية، مثل الذهب والفضة.

المكونات الأساسية لورشة التكرير الإلكتروليتي

يرتكز نظام إنتاج النحاس الإلكتروليتي المتكامل بشكل رئيسي على خلية التكرير الإلكتروليتي ووحداتها الآلية الداعمة:

1. خلية التكرير الإلكتروليتي ونظام التغذية

خلية التكرير الإلكتروليتي: تُستخدم كوعاء للتفاعل، وهي عادةً ما تكون خزانًا مستطيلًا كبيرًا، يتطلب مقاومة للتآكل ودرجات الحرارة العالية وعزلًا كهربائيًا جيدًا. تميل المصانع الحديثة واسعة النطاق إلى استخدام خلايا التكرير الإلكتروليتي ذات مساحة كاثود تبلغ 90-100 متر مربع لزيادة الطاقة الإنتاجية.

المُقوِّم: يُحوِّل التيار المتردد إلى تيار مستمر، مُوفِّرًا تيارًا ثابتًا لعملية التحليل الكهربائي، ويعمل كمصدر طاقة لترسيب أيونات النحاس على المهبط.

2 . وحدات معالجة ألواح الأقطاب الكهربائية الآلية

لتحسين الكفاءة والسلامة، تُجهَّز ورش العمل الحديثة عادةً بمعدات آلية لمعالجة ألواح الأقطاب الكهربائية:

وحدة تشكيل وترتيب الأنود: تُسطِّح ألواح الأنود، وتُقوِّم أطراف التثبيت، وتُصقلها لضمان التحميل الدقيق.

وحدة فصل المهبط: تفصل ألواح النحاس المُرَسَّبة كهربائيًا عن لوح المهبط الأم، وتُجري عمليات الغسل والتكديس والوزن لإخراجها.

وحدة غسل وتكديس الأقطاب الكهربائية المتبقية: تُعالج الأقطاب الكهربائية المتبقية من الأنود بعد التحليل الكهربائي، لاستعادة قيمتها المتبقية.

3. نظام تدوير المحلول وتنقيته

مضخات التدوير والمبادلات الحرارية: تضمن دوران المحلول الإلكتروليتي (محلول كبريتات النحاس) داخل الخزان، مع الحفاظ على تركيبه ودرجة حرارته بشكل متجانس. تُستخدم عادةً مبادلات حرارية من صفائح التيتانيوم للتحكم الدقيق في درجة الحرارة.

معدات التنقية: تستخلص المحلول الإلكتروليتي دوريًا، وتستخدم مفاعلات ومعدات أخرى لإزالة شوائب المعادن الأساسية المتراكمة، مما يضمن نقاء المحلول الإلكتروليتي.

تُعدّ معدات التحليل الكهربائي المتقدمة للنحاس والأنظمة الآلية حجر الزاوية التكنولوجي لضمان مطابقة نحاس الكاثود النهائي لمعايير الدرجة الأولى في بورصة لندن للمعادن (LME Grade A)، والتحكم الفعال في تكاليف الإنتاج.