Ekstraksi tembaga dari bijihnya dilakukan melalui rangkaian reaksi redoks. Bijih tembaga yang terpenting adalah kalkopirit (CuFeS2). Walaupun tembaga mempunyai potensial reduksi bertanda positif (E° = +0,34 volt), namun pengolahannya relatif sulit terutama karena sulitnya memisahkan campuran besi.
Pengolahan tembaga melalui beberapa tahap, yaitu pengapungan, pemanggangan, peleburan, pengubahan, dan elektrolisis. Biasanya, bijih tembaga hanya mengandung 0,5% Cu. Melalui pengapungan dapat diperoleh bijih pekat yang mengandung 20 – 40% Cu. Bijih pekat itu kemudian dipanggang, untuk mengubah besi sulfida menjadi besi oksida sedangkan tembaga tetap berupa sulfida.
4CuFeS2 + 9O2 → 2Cu2S + 2Fe2O3 + 6SO2
Bijih yang sudah melalui pemanggangan kemudian dilebur sehingga bahan tersebut mencair dan terpisah menjadi dua lapisan. Lapisan bawah disebut “copper matte” yang mengandung Cu2S dan besi cair, sedangkan lapisan atas adalah terak silikat yang antara lain mengandung FeSiO3.
Selanjutnya, “copper matte” dipindahkan ke dalam tungku lain dan ditiupkan udara sehingga terjadi reaksi redoks yang menghasilkan tembaga lepuh (blister copper).
- 2Cu2S + 3O2 → 2Cu2O + 2SO2
- Cu2S + Cu2O → 2Cu + SO2
Tembaga lepuh adalah tembaga yang mengandung gelembung gas SO2 beku. Tembaga lepuh mengandung 98-99% Cu dengan berbagai jenis pengotor seperti besi, seng, perak, emas, dan platina. Pemurnian tembaga dilakukan dengan elektrolisis. Tembaga lepuh digunakan sebagai anode, sedangkan tembaga mumi digunakan sebagai katodenya. Elektrolit yang digunakan adalah larutan CuSO4. Selama elektrolisis, Cu dipindahkan dari anode ke katode.
CuSO4(aq) → Cu2+(aq) + SO42-(aq)
Katode: Cu2+(aq) + 2e → Cu(s)
Anode: Cu(s) → Cu2+(aq) + 2e +
Cu(s) → Cu(s)
Anode Katode
Dengan menggunakan potensial tertentu, pengotor-pengotor dapat terpisah. Mengenai hal ini telah dibahas pada artikel mengenai elektrolisis.