Der Verhüttungsprozess
Der gesamte Verhüttungsprozess erfolgt im Mehr-Schichten-Betrieb rund um die Uhr an 365 Tagen im Jahr. Im Konzern können jährlich mehr als zwei Millionen Tonnen Kupferkonzentrat verarbeitet werden. Die Mischung aus verschiedenen Konzentratsorten und Sand zur Eisensilikatbildung wird zunächst getrocknet und danach im Schwebeschmelzofen unter Zufuhr von Sauerstoff bei mehr als 1200 Grad zu Kupferstein und Eisensilikatschlacke geschmolzen.
Der in den Kupferkonzentraten enthaltene Schwefel sammelt sich im Abgas der Öfen und wird zu Schwefelsäure umgearbeitet. Im Konverter, dem zweiten Schritt der Verarbeitung, entsteht aus Kupferstein ein sogenanntes Blisterkupfer. Dieses enthält etwa 98 Prozent Kupfer und Spuren von Restschwefel.
Die hohen Temperaturen in den Konvertern werden genutzt, um Kupferschrott und zugekauftes Blisterkupfer zu schmelzen. Der noch im Blisterkupfer enthaltene Rest Schwefel wird im Anodenofen mit Hilfe von Sauerstoff entzogen. Im Anodenofen wird dazu Erdgas eingesetzt. Die heiße Phase der Kupfergewinnung endet mit dem Vergießen zu Anodenplatten, die bereits einen Kupferanteil von rund 99,5 Prozent aufweisen.
Möglich wurde die Erzeugung hochreinen Kupfers erst durch die Forschungsarbeiten des damaligen Chefchemikers Emil Wohlwill. Als weltweit erstes Unternehmen konnte Aurubis dieses Elektrolyseverfahren bereits 1876 im großindustriellen Maßstab anwenden. Da bereits geringe Gehalte an Verunreinigungen die elektrische Leitfähigkeit sowie die mechanischen und chemischen Eigenschaften von Kupfer beeinträchtigen, muss es in der Elektrolyse weiter raffiniert werden. Erst danach erfüllt der Werkstoff die Anforderungen der weiterverarbeitenden Industrie.
Beim Elektrolyseverfahren werden die Anodenplatten in Bäder gehängt, in denen eine schwefelsaure Kupfersulfatlösung als Elektrolyt zirkuliert. Unter der Wirkung von elektrischem Strom lösen sich die Kupferionen und schlagen sich auf der Kathode als hochreines Kupfer nieder. Alle weiteren Stoffe, unter anderem Edelmetalle, sinken als Anodenschlamm auf den Boden des Elektrolysebades oder reichern sich im Elektrolyten an.
Am Anodengießrad wird das flüssige Kupfer in die Anodenform gegossen. Der Kupfergehalt liegt hier schon bei 99,5 Prozent.
Das Ziel lautet: Mindestens 99,99 Prozent
Das Ergebnis des Elektrolyseprozesses sind hochreine Kathodenplatten mit mehr als 99,99 Prozent Kupfer, die an der Börse gehandelt werden, aber auch Ausgangsmaterial für die Weiterverarbeitung im Werk zu Gießwalzdraht, Stranggussformaten, Bändern und Profilen sind. nr/wb
Info: Ein vielseitiges Produkt
Kupfer ist das vielseitige Metall der Gegenwart und der Zukunft. Es ist zu 100 Prozent recycelbar, relativ korrosionsbeständig, sehrgut verformbar und besitzt zudem eine herausragende elektrische und thermische Leitfähigkeit. Wo Strom oder Daten fließen, ist meis Kupfer im Spiel. Auch die aktuellen, langfristigen Wandlungsprozesse, die sogenannten Megatrends, verlangen nach Kupfer. Prognosen gehen davon aus, dass der weltweite Kupferbedarf von heute rund 22 Millionen Tonnen auf 30 Millionen im Jahr 2030 steigen wird. Die Entwicklung des Kupferbedarfs lässt sich vor allem an folgenden Zahlen verdeutlichen: In reifen Volkswirtschaften wie Deutschland oder den USA liegt der jährliche Pro-Kopf-Konsum von Kupfer bei sechs bis acht Kilo, in vielen asiatischen und afrikanischen Ländern ist es noch nicht einmal ein Kilo. Auch in Deutschland wird der Bedarf an Kupfer steigen: Der beschlossene Atom-ausstieg ist ohne Kupfer nicht realisierbar. Ob Windrad, Solarkollektor oder Stromkabel: Überall wird Kupfer benötigt. Allein in einem Windrad-Generator werden mehr als 200 Kilometer Kupferdraht verwendet. nr