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Herstellung von Kupfer

Vom Erz zum nutzbaren Metall

Die Herstellung von Kupfer ist ein technisch anspruchsvoller Prozess, der mehrere Schritte umfasst und seit Jahrhunderten weiterentwickelt wurde. Kupfer kommt in der Natur überwiegend in Form von Erzen vor, die zunächst abgebaut, aufbereitet und anschließend metallurgisch verarbeitet werden müssen. Die wichtigsten Kupfererze sind Kupferkies (Chalkopyrit), Kupferglanz (Chalkosin) und Bornit. Diese Rohstoffe enthalten nur einen geringen Anteil reinen Kupfers, weshalb eine gezielte Trennung und Reinigung notwendig ist, um das Metall in hoher Qualität zu gewinnen.

Aufbereitung und Konzentration der Erze

Nach dem Abbau werden die Erze zerkleinert und gemahlen, um die kupferhaltigen Bestandteile freizulegen. Anschließend erfolgt die sogenannte Flotation, ein Verfahren, bei dem die wertvollen Mineralien durch chemische Zusätze an die Oberfläche eines Wasser‑Luft‑Gemisches gebunden werden. Dadurch entsteht ein Konzentrat, das einen deutlich höheren Kupferanteil besitzt als das ursprüngliche Gestein. Dieser Schritt ist entscheidend, da er die Grundlage für eine effiziente Weiterverarbeitung bildet und den Energiebedarf der späteren Schmelzprozesse reduziert.

Schmelzen und Rösten

Das konzentrierte Erz wird im nächsten Schritt erhitzt, um unerwünschte Bestandteile zu entfernen. Beim Rösten oxidieren Schwefelverbindungen und andere Begleitstoffe, wodurch das Material für den Schmelzprozess vorbereitet wird. Anschließend wird das geröstete Erz in Schmelzöfen verarbeitet, wo Temperaturen von über 1200 °C erreicht werden. Dabei entsteht sogenanntes Rohkupfer, das noch Verunreinigungen enthält und daher nicht direkt weiterverwendet werden kann. Die Schmelztechnik variiert je nach Anlage und Region, folgt jedoch stets dem Ziel, das Metall möglichst effizient vom Gestein zu trennen.

Raffination und Elektrolyse

Um Kupfer in hoher Reinheit zu erhalten, wird das Rohkupfer raffiniert. Der wichtigste Schritt ist die elektrolytische Raffination, bei der das Metall in einem Elektrolysebad weiter gereinigt wird. Dabei dient das Rohkupfer als Anode, während sich reines Kupfer an einer Kathode abscheidet. Dieser Prozess ermöglicht Reinheitsgrade von bis zu 99,99 % und ist heute der Standard für die industrielle Kupferproduktion. Neben Kupfer werden dabei auch wertvolle Nebenmetalle wie Silber, Gold oder Selen gewonnen, die sich im sogenannten Anodenschlamm sammeln.

Formgebung und Weiterverarbeitung

Nach der Raffination wird das hochreine Kupfer zu Barren, Platten, Drähten oder Halbzeugen verarbeitet. Diese Formen dienen als Ausgangsmaterial für zahlreiche Industriezweige. Kupfer zeichnet sich durch hervorragende elektrische und thermische Leitfähigkeit aus und wird daher in Kabeln, Leitungen, Maschinenbauteilen, Kühlkörpern und vielen weiteren technischen Anwendungen eingesetzt. Die Kombination aus Reinheit, Verarbeitbarkeit und Materialeigenschaften macht Kupfer zu einem der wichtigsten Industriemetalle weltweit.