Eine Kupferanode ist ein Knoten, der es einem elektrischen Strom ermöglicht, in ein elektrisches Gerät zu fließen. Es ist normalerweise, aber nicht immer, der positive Pol einer elektrochemischen Zelle, an dem Anionen, negativ geladene Ionen, konzentriert sind. Es gibt viele Arten von Anoden, wie Graphitanoden und Aluminiumanoden. Kupferanoden unterscheiden sich von diesen dadurch, dass sie speziell zur Kupferraffination in einem als Kupferschmelzen bezeichneten Prozess verwendet werden.
Eine Kupferanode wird hergestellt, indem ein Kupfererz namens Chalkopyrit, CuFeS2, pulverisiert und mit Wasser, Kiefernöl und Amylxanthat, einem Salz, das verwendet wird, um die Mischung wasserabweisend zu machen, vermischt wird. Nachdem die Mischung hergestellt wurde, wird Druckluft durch sie geleitet, um eine weitere Reinigung zu ermöglichen. Als nächstes wird die Chalkopyrit-Mischung mit Kalkstein und Sand kombiniert und in einem Sauerstoffofen auf ungefähr 2,300 Grad Fahrenheit (1,110 Grad Celsius) erhitzt.
Beim Erhitzen der Mischung reagiert der Sauerstoff des Ofens mit dem Eisen im ursprünglichen Chalkopyrit und erzeugt Eisen(II)-Oxid. Das Kupfer verbleibt in Form von Kupfersulfid, einem hervorragenden Stromleiter. Als Nebenprodukt entsteht bei diesem Verfahren auch Schwefeldioxid.
Überschüssiger Schwefel reagiert weiter mit Kupfersulfid zu Chalcocit (Cu2S) in geschmolzener Form, der sich am Boden des Ofens getrennt von anderen Nebenprodukten wie Ferrosilit (FeSiO3) und Wollastonit (CaSiO3) sammelt. Das verbleibende Kupfersulfid wird durch Einblasen von erhitztem Sauerstoff noch weiter verarbeitet. Das Gas reagiert dann mit dem Schwefel, um wieder Schwefeldioxid zu produzieren, wobei nur Kupfer übrig bleibt.
Die Kupferanode wird schließlich im letzten Schritt des Kupferreinigungsprozesses nützlich. Die Anode wird bei der Elektrolyse verwendet, einer Reihe von Reaktionen, bei denen eine chemische Substanz in ihre Ionen zerlegt wird. In diesem Fall wird durch Elektrolyse das unreine Kupfer aus dem vorherigen Prozess in reines Kupfer umgewandelt. Das unreine Kupfer wird verwendet, um die Kupferanode aufzubauen, damit sich das reine Kupfer an der Kathode sammelt.
Sowohl die Anode als auch die Kathode werden in eine Lösung aus Schwefelsäure und Kupfer(II)sulfat eingetaucht und an eine externe Stromquelle angeschlossen. Wenn ein elektrischer Strom durch die Zelle fließt, wird unreines Kupfermetall an der Anode in Kupfer(II)-Ionen umgewandelt, und diese Kupfer(II)-Ionen werden an der Kathode wieder in reines Kupfermetall umgewandelt. Die Verunreinigungen, zu denen sonst Edelmetalle wie Gold und Silber gehören können, fallen auf den Boden der Zelle.