Kupfer
Die Kupfergewinnung erfolgt natürlich je nach zugrundeliegendem Erz und kann dann pyro- oder hydrometallurgisch gewonnen werden. Sulfidische Erze können mittels des Schachtofenprozesses in sogenannten Kupferstein überführt werden, welcher sich anschließend in einem Pierce-Smith-Konverter zu Schwarz- oder Blisterkupfer verblasen, welches immerhin schon einen Kupfergehalt von bis zu 96% aufweisen kann. Der genannte Schachtofen, welcher dem klassischen Hochofen entspricht, wurde vor allem in Deutschland genutzt, in England wurde dafür ein sogenannter Flammofen verwendet, in welchem die Metallschmelze direkt durch Strahlwärme bzw. eine Flamme erhitzt wird. Im weiterführenden Prozessverlauf wird das sogenannte „Dichtpolen“ durchgeführt, wobei Erdgas in die Schmelze eingeblasen wird, was zu Anodenkupfer führt, welches man in Anodenplatten vergießt und dann einer Raffinationselektrolyse unterzieht. Durch dieses Verfahren lagern sich noch enthaltene Edelmetalle wie Gold und Silber im sogenannten Anodenschlamm am Boden ab, welch so auch nutzbar gemacht werden, außerdem entsteht in diesem Prozess Elektrolytkupfer, welches für die heutige Elektrotechnik nahezu unverzichtbar geworden ist. Ein deutlich aufwendigerer Prozess ist die Gewinnungselektrolyse, die man sowohl für oxidische als auch sulfidische Erze zur Trennung nutzen kann. Die dabei entstehende kupferhaltige Lösung wird noch mittels Solventextraktion angereichert, bevor die Elektrolyse durchgeführt wird. Der Aufwand lohnt sich allerdings, da man mit diesem Verfahren letztlich ein Produkt von bis zu 99,90% Kupfergehalt erhält, welches als sehr rein gelten kann, an sich allerdings wasserstoffhaltiges Kathodenkupfer ist.
Die wie eben beschrieben gewonnenen Kupferschmelzen werden anschließend in der
Regel entweder zu Blöcken aus reinem Kupfer oder zu Formaten vergossen. Die Weiterverarbeitung dieses raffinierten Kupfers wird je nach Marktnachfrage, abhängig von Menge und Qualität, durchgeführt. Letztlich werden nun die verschiedensten Kupferlegierungen geschaffen, unter anderem Chromkupfer, Kupfer-Zinn-Legierungen (Messing), Aluminiumbronzen (werden für Schiffspropeller gebraucht), sowie Kupfer-Nickel- Gusslegierungen (seewasserbeständig und deshalb ebenfalls im Schiffsverkehr).
Die Geschichte der Kupfergewinnung begann erst im Zeitalter der Industrialisierung richtig interessant zu werden, da ab dieser Epoche sowohl Kupfer, als auch seine Legierungen immer öfter genutzt wurden und über kurz oder lang die vorher viel verbreiteten Bronzen ablöste. Wie so oft in der Entwicklungsgeschichte der Menschheit wurde die Entwicklung von Kupferlegierungen ebenfalls durch deren Nutzen für die Kriegsmaschinerie forciert. Vor allem Kanonen und Geschütze aus sogenannter „Kanonenbronze“ bestanden im eigentlichen Sinne aus einer Kupfer-Zinn-Zink-Blei-Legierung, welche den damaligen militärischen Anforderungen wesentlich besser als ihre Vorgänger gerecht wurden. Heutzutage wird Kupfer vor allem für die moderne Elektronikindustrie genutzt, in Kabelbäumen, Freileitungen, sowie Wasserversorgungsleitungen und z.B. Heizungsanlagen. Stromführende Leitungen werden natürlich in vielen Industriezweigen genutzt, auch in der Automobilindustrie, wo der Bedarf an Kupfer im Übrigen mit der zunehmenden Einführung von Elektroautomobilen deutlich steigen wird. Im weltweiten Schiffsverkehr findet Kupfer aufgrund seiner Korrosionsbeständigkeit unterhalb der Wasserlinie Anwendung, um z.B. Algen – und Muschelbewuchs zu minimieren.
