کاتد مس چیست ؟

 شرح کامل کاتد مس

کاتد مس، نوعی از مس است که خلوصی معادل 99.95% دارد. برای بدست آوردن مس کاتد، ناخالصی‌ها را طی دو عملیات از سنگ معدنی مس جدا می‌کنند. در فرآیند اول آن را ذوب و سپس در فرآیند دوم آن را الکتروفاینینگ می‌کنند. الکتروفاینینگ، یک روش برای جدا کردن ناخالصی از فلز و تصفیه کردن آن است. در نتیجه این عملیات‌ها یک محصول مسی خالص بدست می‌آید که یک هادی فوق‌العاده است. از کاتدهای مس به عنوان مواد خام اولیه برای تولید محصولاتی با مس با خلوص بالا و آلیاژ مس استفاده می­شود. خود فلز مس به لحاظ میزان کاربرد، در جایگاه سومین فلز پرکاربرد صنعتی بعد از آهن و آلومینیوم قرار گرفته است. مس دارای رسانایی الکتریکی و گرمائی بالایی است، در برابر خوردگی مقاوم است و ضدزنگ است و کاملاً نرم و قابل انعطاف است. در میان فلزات خالص، فقط نقره خاصیت رسانایی الکتریسیته بیشتری نسبت به مس دارد. به دلیل خاصیت بیشتر رسانایی مس نسبت به آلومینیوم، در تولید آی سی­ ها استفاده از مس به­ جای آلومینیوم رو به افزایش است. ویژگی جالب دیگر مس رنگ آن است که بعد از طلا ، تنها فلزی است که رنگش نارنجی-قرمز است و خاکستری نیست. مس در طبیعت هم به­صورت سنگ معدن است و هم فلز. احتمالاً مقاوم بودن و انعطاف­ پذیر بودن­ مس بطور همزمان باعث شده نظر انسان­هایی را که حدود ده هزار سال پیش زندگی می­کردند به خود جلب کند. بدین ترتیب تبدیل به اولین فلزی بشود که توسط انسان راست قامت کشف و مورد استفاده قرار گرفت.

مس خالص روی زمین وجود ندارد و آنچه که موجود می‌باشد ترکیبی از چند ماده است. رایج‌ترین مواد تشکیل دهنده سنگ مس، آهن، مس و گوگرد است که چوکوپیرایت نامیده می‌شود. پس از استخراج این سنگ از معدن، آن را در یک کوره با دمای 2.012 درجه فارنهایت(1.100 سانتیگراد) قرار می‌دهند. در این دما اکسیژن با آهنی که در سنگ معدنی وجود دارد واکنش نشان می‌دهد و به سه ماده، اکسید آهن، دی اکسید گوگرد و سولفیت مس تبدیل می‌شود. پس از آنکه بیشتر آهن از سنگ معدنی جدا شد، سولفیت مس، که مس ناخالص است در معرض سطوح بالای اکسیژن قرار می‌گیرد. مس ناخالصی که در حالت ذوب است و در معرض اکسیژن قرار دارد با گوگرد باقی مانده اتصال برقرار می‌کند و دی اکسید گوگرد و مس خالص 99%، ایجاد می‌کند.

در این مرحله، مس پالایش شده می‌تواند در ساخت محصولاتی به کار رود که نیازی به درجه بالایی از رسانایی و هدایت ندارد. اما برای ساخت کاتد مس، نیاز به فرآیند الکتروفاینینگ است. در طی عملیات الکتروفاینینگ ناخالصی‌های معدنی باقی مانده در مس مثل نیکل، نقره و طلا از آن جدا می‌شوند. سپس مسی که خلوص 99% دارد در محلول اسید سولفوریک و سولفات مس قرار می‌گیرد. ورق‌های مس ناخالص در کنار موادی گذاشته می‌شوند که حاوی مس خالص هستند. نیروی برق از طریق ورق‌های مس ناخالص که آند نامیده‌ می‌شوند به مخازن تزریق می‌شود. از طریق این فرآیند مس خالصی تشکیل می‌شود که «کاتد مس» نام دارد. ناخالصی‎ها نیز به پایین مخزن‌ها می‌ریزند و یا روی سطح می‌آیند چراکه یون‌های مس خالص از طریق محلول‌ها وارد کاتد مس می‌شوند.

کاتد مس، اغلب برای ساخت سیم مسی استفاده می‌شود. ماهیت قابل انعطاف مس، آن را انتخاب خوبی برای سیم‌های الکتریکی و صوتی کرده است چرا که این نوع سیم‌ها باید نازک و انعطاف‌پذیر باشند. به غیر سیم، از کاتد مس برای ساخت قالب‌های مسی استفاده می‌شود، که ضخامتشان می‌تواند از نازک تا ضخیم در نوسان باشد. به علاوه مس و یا الکترود مس نیز می‌تواند در ساخت آلیاژهایی مانند برنز، استفاده شوند.