کاتد مسی اصلی‌ترین و مهم‌ترین ماده اولیه در صنایع برق و الکترونیک است و پایه تولید انواع سیم و کابل، باسبار، لوله مسی، ورق‌های صنعتی، آلیاژهای مسی و تجهیزات الکتریکی محسوب می‌شود. این محصول با خلوص حداقل ۹۹.۹٪ تولید شده و بالاترین رسانایی الکتریکی و حرارتی را در میان فلزات صنعتی ارائه می‌دهد.

با توجه به بیش از ۴۵۰ نوع آلیاژ مس، کاتد مس نقش کلیدی در تولید طیف گسترده‌ای از محصولات فلزی دارد، از جمله:

• برنج (مس–روی)

• لوله‌های مسی صنایع حرارتی و برودتی

• ورق و تسمه مسی

• قطعات الکتریکی و الکترونیکی

این محصول علاوه بر کاربرد وسیع در صنعت برق، در صنایع ساختمان، خودروسازی، معدن، انرژی، پتروشیمی و تجهیزات سرمایشی نیز به‌صورت گسترده مورد استفاده قرار می‌گیرد.

فرآیند تولید کاتد مسی و انواع آن

کاتد مس بر اساس نوع فرآیند پالایش، به دو گروه اصلی تقسیم می‌شود:

---

۱. کاتد مسی تولید شده به روش ذوب (Fire Refining / Smelting)

در این روش، مواد اولیه شامل سنگ معدن سولفیدی مانند کالکوپیریت یا کنسانتره، پس از مراحل زیر به کاتد تبدیل می‌شوند:

مراحل فرایند:

1. ذوب سنگ معدن در کوره‌های ریوربریتوری یا فلش اسمِلتینگ

2. استخراج مس مذاب و جداسازی سرباره

3. تولید مس آند با خلوص حدود ۹۸٪

4. ارسال آند مس به سلول‌های الکتروپالایش

مزایا:

• مناسب برای سنگ‌های سولفیدی

• ظرفیت تولید بالا

• کیفیت یکنواخت آندها

این روش در واحدهای بزرگ ذوب مانند مس سرچشمه، خاتون‌آباد و شهربابک استفاده می‌شود.

---

۲. کاتد مسی تولید شده به روش الکتروپالایش / الکتروریفاینینگ (Electro-Refining)

این روش خالص‌ترین نوع کاتد مس را تولید می‌کند (تا ۹۹.۹۹٪).

مراحل فرایند:

1. قرار دادن آند مس در محلول الکترولیتی اسید سولفوریک

2. اعمال جریان مستقیم برق

3. حل شدن مس آندی و رسوب آن بر روی صفحات کاتد استیل

4. جدا شدن ناخالصی‌هایی مانند آهن، نیکل، آرسنیک، سرب و طلا

مزایا:

• خلوص بسیار بالا

• مناسب برای صنایع حساس و تجهیزات دقیق

• استانداردترین شکل کاتد برای صنایع سیم و کابل

بخش قابل توجهی از کاتدهای مس در جهان با این روش تولید می‌شود.

---

۳. کاتد مسی تولید شده به روش لیچینگ – استخراج با حلال – الکترووینینگ (SX–EW)

این روش بیشتر برای سنگ‌های اکسیدی مس استفاده می‌شود و در ایران رایج‌ترین روش تولید است.

مراحل فرایند:

1. لیچینگ سنگ اکسیدی با اسید

2. استخراج مس از محلول با مواد آلی (SX)

3. رسوب مس خالص بر روی کاتد با جریان مستقیم (EW)

مزایا:

• اقتصادی‌تر

• سازگار با محیط‌زیست

• خلوص بالا (۹۹.۹ – ۹۹.۹۹٪)

• تولید مستقیم کاتد بدون نیاز به ذوب

این فرآیند در مجتمع‌های مس سرچشمه، میدوک و برخی واحدهای خصوصی انجام می‌شود.

کاتد مسی، ماده اولیه اصلی در تولید انواع محصولات مسی است و به دلیل رسانایی الکتریکی بسیار بالا، خلوص مناسب، قابلیت شکل‌دهی و مقاومت در برابر خوردگی، در تمام صنایع وابسته به انرژی و برق کاربرد مستقیم دارد.

این محصول بسته به نوع فرآیند تولید، به دو نوع کاتد لیچینگی (SX/EW) و کاتد پالایشی (Electro-Refining) تقسیم می‌شود که هر یک ویژگی‌های خاص خود را داشته و در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرند.

ر ایران هر دو نوع کاتد مس تولید می‌شود، اما حجم اصلی تولید کشور از روش لیچینگ (استخراج با محلول) است و الکتروپالایش (Electro-refining) به‌طور محدود و فقط در بخش‌هایی از مجتمع‌های بزرگ مورد استفاده قرار می‌گیرد.

تفاوت «کاتد لیچینگی» و «کاتد پالایشی» در ایران

(ویژه معادن و صنایع تولید مس کشور)

۱) کاتد مس لیچینگی (Leaching – SX/EW)

این روش رایج‌ترین و اصلی‌ترین روش تولید کاتد در ایران است.

✔ فرایند:

1. لیچینگ (استخراج با محلول):
   سنگ‌های اکسیدی مس با اسید سولفوریک شسته می‌شوند و مس وارد محلول می‌شود.

2. استخراج با حلال (SX):
   مس از محلول جدا شده و تغلیظ می‌شود.

3. الکترووینینگ (EW):
   فلز مس با خلوص بالا روی صفحات کاتد رسوب می‌کند (۹۹.۹–۹۹.۹۹%).

✔ ویژگی‌های کاتد لیچینگی:

• رنگ روشن‌تر و ساختار بلوری نرم‌تر

• مناسب برای صنایع لوله‌سازی، سیم و کابل، مس تخت (باسبار) و تجهیزات الکتریکی

• معمولاً آلودگی عناصر مزاحم کمتر مثل As ،Sb ،Bi

• تولید اقتصادی‌تر و سازگارتر با محیط زیست

✔ محل‌های تولید این نوع کاتد در ایران:

• مجتمع مس سرچشمه

• میدوک

• سونگون (بخش لیچینگ)

• معدن چادرملو (خط جدید لیچینگ مس)

• برخی واحدهای بخش خصوصی (لیچینگ اکسیدی‌ها)

 ۲) کاتد مس پالایشی / الکتروپالایش (Electro-refining)

در ایران به‌صورت محدود و عمدتاً در برخی خطوط توسعه جدید انجام می‌شود.

✔ فرایند:

1. سنگ معدن سولفیدی → کنسانتره مس → ذوب → آند مس (۹۸% مس)

2. آند مس در سلول الکتروپالایش حل شده و مس خالص روی صفحات کاتدی رسوب می‌کند.

✔ ویژگی‌های کاتد پالایشی:

• خلوص ۹۹.۹۹٪ (بالاتر از لیچینگ)

• مناسب برای کاربردهای فوق‌الکتریکی مثل:

  • سوئیچ‌گیرها

  • باسبارهای خاص

  • تجهیزات الکترونیکی

  • کاربردهای نظامی و دقیق

✔ محدودیت‌های تولید در ایران:

• نیاز به کارخانه ذوب + آند + الکتروپالایش

• سرمایه‌گذاری بسیار سنگین

• انرژی و زیرساخت بالا

به همین دلیل، ایران بیشتر کاتد لیچینگی تولید می‌کند و ظرفیت الکتروپالایش بسیار کمتر است.

کاتد مس پایه تولید صدها نوع محصول نیمه‌ساخته و نهایی در صنایع مختلف است، از جمله:

۱) صنعت برق و الکترونیک

• سیم و کابل فشار ضعیف و فشار قوی

• باسبار و شینه مسی

• قطعات الکتریکی

• هادی‌های قدرت

۲) صنعت ساختمان

• لوله‌های مسی (ACR، پانکیک، LWC)

• لوله‌کشی آب و گاز

• تأسیسات سرمایش و گرمایش

۳) صنایع تبرید و تهویه مطبوع

• کویل و اواپراتور

• لوله مویی (Capillary Tube)

• کندانسور

۴) صنایع سنگین و ماشين‌سازی

• قطعات صنعتی

• آلیاژهای برنج و برنز

• تجهیزات انتقال نیرو

۵) صنایع انرژی

• سلول‌های خورشیدی

• انرژی‌های تجدیدپذیر

• باتری‌های صنعتی

مواد اولیه مورد استفاده جهت تولید کابل و سیم کاتد مسی می‌باشد. مس علاوه بر وجود بیش از 450 آلیاژ، به ویژه در ایجاد برنج، لوله‌های مسی و محصولات ورق مس مفید است. این ماده خام اصلی مورد استفاده در ساخت لوله‌های مسی است که در صنایع مختلف مورد استفاده قرار می‌گیرد. رسانایی الکتریکی عالی را نیز می توان در مس خالص مشاهده کرد. با استفاده از تکنیک تصفیه الکترولیتی مطمئن، مس بر روی ماتریس‌های فلزی رسوب می‌کند تا کاتدهای مس ایجاد شوند. فرآیند پالایش منجر به ایجاد کاتد مس می‌شود که به تصفیه سنگ معدن مس از آلاینده ها کمک می‌کند.

ر اساس نوع فرآیند پالایش، بازار کاتد مس به دو دسته ذوب و الکترو پالایش دسته بندی می شود. برای جداسازی مس خالص از سنگ معدن آن، از نوعی روش تصفیه به نام ذوب استفاده می شود. از گرما، عوامل کاهنده شیمیایی و سایر مواد برای تجزیه سنگ مس، خلاص شدن از شر سرباره نامطلوب و تولید کاتد مس خالص استفاده می کند. یک محلول آبی در طی فرآیند پالایش الکتریکی برای به دست آوردن شکل خالص کاتد مس از سنگ معدن مس استفاده می شود. اکثر کاتدهای مس با استفاده از فرآیندی به نام پالایش الکتریکی ساخته می شوند. کاتد مس در فرآیند پالایش الکتریکی برای حذف ناخالصی های باقی مانده از سنگ معدن مس استفاده می شود.

به دلیل قرنطینه ها، محدودیت های سفر و تعطیلی مشاغل، کووید-19 تأثیر منفی بر اقتصاد و تجارت تعدادی از کشورها داشته است. زنجیره های تامین در سراسر جهان به طور قابل توجهی تحت تاثیر بسته شدن تعدادی از تاسیسات و شرکت ها قرار گرفته اند که تولید جهانی، برنامه های تحویل و فروش محصولات را مختل کرده است. اپیدمی کووید-19 به بازار جهانی کاتد مس کمکی نکرد، زیرا تعداد کارگران کمتری در دسترس بود که بر چندین کسب و کار تأثیر داشت. گسترش بازار به دلیل قرنطینه ها با مشکل مواجه شد که مشاغل را مجبور به بستن تاسیسات خود و ادامه کار به طور معمول کرد. و به دلیل محدودیت سفر، واردات و صادرات از کشورهای دیگر صورت نگرفت.

• افزایش تقاضا باعث تسریع رشد بازار می شود

آزمایشگاه های شیمیایی، بخش نفت و گاز و تعدادی از مشاغل دیگر همگی از کاتد مس استفاده می کنند. در تولید برق، مخابرات، مدارهای الکترونیکی، انتقال نیرو و انواع مختلف تجهیزات الکتریکی استفاده می شود. کاتد مس در فرآیند پالایش الکتریکی برای حذف هرگونه ناخالصی باقیمانده از سنگ معدن مس استفاده می شود. طلا، نقره، نیکل و سایر فلزات همگی به مقدار کمی در سنگ معدن مس یافت می شوند. استفاده از کاتد مس مزایای مختلفی دارد. مثلاً رسانای خوبی برای الکتریسیته است. دارای ویژگی های مقاومت قوی است. برای محصولاتی که نیازی به رسانایی بالایی ندارند و نصب آنها ساده است، می توان از کاتد مس تصفیه شده استفاده کرد.

• پیشرفت های جدید

این گسترش با پیشرفت در فناوری پالایش، در دسترس بودن استانداردهای کاتد درجه بالا، استانداردهای سختگیرانه برای میله های ریخته گری و این موارد همراه است. توسعه بازار جهانی کاتد مس نیز تحت تأثیر نمونه‌برداری کاتد بهبود یافته و فناوری‌های تحلیلی مورد نیاز برای تأیید انطباق با مشخصات است. پیشرفت های تکنولوژیکی جهانی در فرآیند تولید یک روند مهم صنعت است. استفاده از کاتدهای مس در کاربردهای بیشتر باعث رشد بازار می شود.

بازار کاتد مس به نوع فرآیند پالایش و کاربرد تقسیم می شود. بر اساس نوع فرآیند پالایش، بازار بخش پالایش الکتریکی تخمین زده می‌شود که در طول دوره پیش‌بینی بازار را هدایت کند. در فرآیند پالایش الکتریکی، سنگ معدن مس پردازش می شود در حالی که از محلول آبی برای حذف کاتد مس خالص استفاده می شود. بیشتر کاتد مس با استفاده از فرآیندی به نام پالایش الکتریکی تولید می شود.

طبق برنامه، بخش محصولات الکترونیکی پیش بینی می شود که در طول دوره پیش بینی بر بازار کاتد مس مسلط شود. سیم های محصولات الکتریکی یا تقریباً هر قسمت از آنها از مس ساخته شده اند. علاوه بر این، کاتدهای مس توسط شرکت های متعددی که کالاهای الکتریکی تولید می کنند، استفاده می شود. در نتیجه، بر اساس کاربرد، بازار محصولات الکترونیکی در حال افزایش است.

طلا، نقره، نیکل و سایر فلزات به مقدار کمی در سنگ معدن مس یافت می‌شوند. مزایای زیادی با کاتد مس همراه است. بعنوان مثال در رسانایی الکتریسیته موثر است. ویژگی‌های مقاومت خوبی در آن وجود دارد. کاتدهای مس تصفیه شده مقاوم در برابر سایش و نصب ساده را می توان برای محصولاتی که به رسانایی زیادی نیاز ندارند استفاده کرد. توسعه و کاهش هزینه کاتد مس پالایش الکتریکی در حال پیشرفت‌ها گستره و  جدیدی نیز می‌باشد.

کاتد مس ورق های کاتدی مس هستند که در ابعاد 5/0 تا 1 متر مربع و ضخامت 3/0 تا 8 میلیمتر می باشند.
بسته های ورق کاتد مس 1 تا 4 تن هستند و با استفاده از تسمه هایی کنار هم نگه داشته می شوند.
کاتد مس، محصول اصلی تولید مس است. کاتد مس مربعی 50 تا 80 کیلوگرمی است .