Elektrolytisk raffinering

 

Elektrolytisk raffinering/elektrolytisk kobberraffinering

 

Våtveismetode for rensing av bessemerkobber, raffinert kobber eller kobberkonsentrat.

 

Kobber som skal raffineres elektrolytisk, blir støpt til anodeplater som settes i en elektrolytisk celle med kobbersulfat og svovelsyre som elektrolytt (løsning). Når strømmen settes på, går anodekobberet i oppløsning og transporteres med strømmen over til katoden hvor kobberet skilles ut. Prosessen gir elektrolyttkobber med en renhet på opptil 99,99 %, og er et av de reneste stoffer som anvendes industrielt.

            Det aller meste av det kobber som produseres i dag, brukes til elektrisk ledningsmateriale. Dette kobberet fremstilles fortrinnsvis elektrolytisk da så å si enhver forurensning, spesielt vismut og arsen, har sterkt negativ innvirkning på kobberets ledningsevne.

            Elektrolyttkobber har en kornet struktur og blir nedsmeltet i flammeovn før den brukes industrielt.

Metoden har også stor betydning ved at den i dag er den eneste lønnsomme måte å utvinne det gull og sølv som følger kobberet. Innvinning av edelmetall ved elektrolyse i cyanidløsninger etter e.k. gir i mange tilfeller en betydelig økonomisk gevinst.

            Det ble gjort enkelte forsøk med e.k. i Norge. Inspirert av arbeid i Sverige ble våtveisraffinering med elektrolyse forsøkt ved Røros i 1885-1887 for å effektivisere kobberfremstillingen i en vanskelig tid for verket^[1]. I 1890-årene arbeidet man også ved Sulitjelma kobberverk med planer for "elektrolytisk rafinaderi"^[2]. Ingen av disse tiltakene førte til noe, og ble ikke på noe tidspunkt tatt opp igjen.

            Basert på kobber-nikkelmalm fra Evje ble det produsert elektrolyttkobber med Hybinettes metode ved Kristiansand Nikkelraffineringsverk, senere Falconbridge Nikkelverk, grunnlagt 1910. Senere ble råstoffgrunnlaget utvidet med kobbermatte (kobberskjærstein) fra Hosanger ved Bergen og importert malm, særlig fra Canada. Vektforholdet mengde produsert nikkel:kobber synes gjennom årene å ha ligget i området 60:40.[3]

            Ved Åmdal kobberverk (Tokke, Telemark) ble det gjort forsøk med e.k. etter Hybinettes metode i 1912-13 og muligvis ved slutten av 1. verdenskrig.[4]

 

Varia:

- At man kunne felle ut kobber fra en løsning ved hjelp av elektrisk strøm, var kjent allerede fra begynnelsen av det 19. århundre. Det kom imidlertid ikke til noe gjennombrudd for metoden før oppfinnelsen av Werner Siemens' dynamo-elektriske maskin i 1867 som gav tilgang på billig strøm i store mengder. I 1870-årene kom så de første industrielle anlegg for elektrolytisk kobberraffinering i England, Tyskland og først og fremst i USA. Det ble allerede i 1895 anslått at ca 25 % av verdens samlede kobberproduksjon ble fremstilt som elektrolyttkobber.[5]

I den første tiden forsøkte man å bruke nokså urent kobber, sogar kobbermalm, som anodemateriale. Etter hvert kom man imidlertid frem til at dette var lite rasjonelt, og at det mest lønnsomme var å lage anodene av så rent kobber som mulig, dvs raffinert kobber fremstilt med smeltemetallurgiske metoder.[6]

 

- Innvinningen av gull og sølv skjer ved at disse edelmetallene ikke følger kobberet til katoden, men faller ut som anodeslam som går videre til egen e.r.. I tidligere tider skjedde innvinning av edelmetaller i kobber ved tørrveisprosessene seigring og darring.

 

- Heller ikke den tidligere kjente våtveismetode med felling av utlutet kobber på metallisk jern synes å ha vært gjenstand for mer enn spredte og tilfeldige forsøk i Norge (se sementering).

 

- Fraværet av raffineringskapasitet skapte normalt ingen problemer for forsyningssituasjonen i Norge. Vi kjøpte det kobber vi trengte i utlandet, bl.a. til elektrifiseringen av landet. Det var utbyggingen av Norges vannkraftressurser det stod om. Under 1. verdenskrig oppstod imidlertid en kritisk situasjon da importen av amerikansk kobber stanset opp utover i 1915. Bakgrunnen var engelsk press fordi Norge solgte kobberholdig svovelkis til Tyskland. Forhandlinger på utenriksministernivå i 1916 førte til den såkalte Kobberavtalen i august 1916. Full stopp i svovelkisleveransene til Tyskland ble det allikevel ikke før England spilte ut sitt sterkeste kort, kulleksportforbud, rundt årsskiftet 1916/17. Striden om den kobberholdige kisen var den alvorligste konflikt mellom den norske og den engelske regjering under krigen.[7]

Etter 2. verdenskrig grep igjen de politiske myndigheter inn for å sikre landet nødvendige forsyninger av raffinert kobber. Ved denne anledning etablerte Handelsdepartementet i samarbeid med fem norsk gruver en ordning med leieraffinering av halvfabrikata i utlandet og tilbakeføring av det ferdige elektrolyttkobberet til norske forbrukere. Se Norske kobberprodusenters forening.

 

- Det synes vanskelig å finne noe enkelt og tydelig svar på hvorfor det aldri ble satset tungt på e.r. ved noe kobberverk i vårt energirike land. Kjell L. Olsen, tidligere kobberblåser, har besøkt elektrolyseverket i Hamburg hvor kobberet fra Sulitjelma ble raffinert. Han konkluderer med at dette kunne man ha gjort hjemme. "Hvorfor det allikevel ikke ble bygd elektrolyseverk i Sulitjelma, har jeg aldri funnet svar på, sluttproduktet kunne da vært Copper Wirebars for levering valseverk".[8]