Un anodo di rame è un nodo che consente a una corrente elettrica di fluire in un dispositivo elettrico. Di solito, ma non sempre, è il terminale positivo di una cella elettrochimica in cui sono concentrati gli anioni, ioni caricati negativamente. Esistono molti tipi di anodi, come anodi di grafite e anodi di alluminio. Gli anodi di rame differiscono da questi in quanto sono utilizzati specificamente per la raffinazione del rame in un processo denominato fusione del rame.
Un anodo di rame si ottiene polverizzando un minerale di rame chiamato calcopirite, CuFeS2, e mescolandolo con acqua, olio di pino e amil xantato, un sale usato per rendere la miscela idrorepellente. Dopo che la miscela è stata preparata, viene fatta passare aria compressa attraverso di essa per consentire un’ulteriore purificazione. Successivamente, la miscela di calcopirite viene combinata con calcare e sabbia e riscaldata a circa 2,300 gradi Fahrenheit (1,110 gradi Celsius) in una fornace ad ossigeno.
Mentre la miscela viene riscaldata, l’ossigeno del forno reagisce con il ferro nella calcopirite originale producendo ossido di ferro (II). Il rame rimane sotto forma di solfuro di rame, ottimo conduttore di elettricità. Anche l’anidride solforosa viene prodotta in questo processo come sottoprodotto.
Lo zolfo in eccesso reagisce ulteriormente con il solfuro di rame per produrre calcocite (Cu2S) in forma fusa che si raccoglie sul fondo del forno separato da altri sottoprodotti come ferrosilite (FeSiO3) e wollastonite (CaSiO3). Il restante solfuro di rame viene lavorato ancora di più insufflando ossigeno riscaldato al suo interno. Il gas poi reagisce con lo zolfo per produrre ancora una volta anidride solforosa, lasciando solo rame.
L’anodo di rame diventa infine utile durante la fase finale del processo di purificazione del rame. L’anodo viene utilizzato nell’elettrolisi, una serie di reazioni che separano una sostanza chimica nei suoi ioni. In questo caso, l’elettrolisi viene utilizzata per convertire il rame impuro prodotto dal precedente processo in rame puro. Il rame impuro viene utilizzato per costruire l’anodo di rame in modo che il rame puro si raccolga al catodo.
Sia l’anodo che il catodo sono immersi in una soluzione composta da acido solforico e solfato di rame (II) e collegati a una fonte di alimentazione esterna. Quando una corrente elettrica attraversa la cella, il rame metallico impuro viene trasformato in ioni di rame (II) all’anodo e questi ioni di rame (II) vengono trasformati di nuovo in metallo di rame puro al catodo. Le impurità, che potrebbero includere metalli altrimenti preziosi come oro e argento, cadono sul fondo della cella.