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Industrielle Kupferelektrolyse – der Brückenkran transportiert das Kathodenkupfer (Foto: Aurubis AG)
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Aus dem Facharchiv: Lernen & Können

Werkstoffkunde – Kupfer – Vorkommen und Gewinnung (5)

08.01.2020

Metalle treten im Mineralbereich überwiegend als chemische Verbindungen mit Sauerstoff (Oxide) oder mit Schwefel (Sulfide) auf; nur ganz selten sind sie in gediegener Form zu finden. Zu diesen Ausnahmen zählt – neben den Edelmetallen Gold und Silber – auch Kupfer. Im Beitrag sind die Eigenschaften des Werkstoffs Kupfer aufgeführt.

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Kupfervorkommen

Eines der wichtigsten Nichteisenmetalle ist Kupfer, es kommt in der Natur als Halbedelmetall (gediegener Zustand) und in vielen Erzen vor. Je etwa 20 % der heutigen Weltvorräte an Kupfererzen liegen in Afrika (Sambia, Kongo und Namibia), in Südamerika (Chile und Peru) und in den USA, gefolgt von Kanada, Indonesien, Australien, der Mongolei und den Nachfolgestaaten der Sowjetunion. In Mitteleuropa gibt es (global gesehen kleinere) Vorkommen vor allem in Mitteldeutschland im Mansfelder Land und am Rammelsberg im Harz, in Niederschlesien und in den Zentralalpen Österreichs.

Förderung und Bedeutung von Kupfererzen

Der Bergbau Südamerikas versorgt den halben Globus mit Kupfer. In den Anden liegen die weltgrößten Minen. Kupferbergbau hat in Südamerika eine enorme Bedeutung: Chile und Peru sind die beiden größten Kupferproduzenten der Welt. An der Jahresförderung hält Chile im 21. Jahrhundert über 30 %, USA und Indonesien etwa 10 %, Russland, Peru, Australien und China je 5–8 %. Kupfer gewann schon in der Vorantike eine zentrale Bedeutung, da es einer der Hauptbestandteile von Bronze ist. Die Entwicklung des Kupferbergbaus und der Verhüttung, wenn auch anfangs in kleinem Maßstabe, markiert das Ende der Steinzeit. Der lateinische Name Cuprum bedeutet „Erz von der griechischen Insel Zypern“, auf der im Altertum Kupfer gewonnen wurde. Der Kupferbergbau begann in Mitteleuropa während der Kupfersteinzeit. Von der Bronzezeit bis ins 17. Jahrhundert hatte er eine große wirtschaftliche Bedeutung, ab dem 18. Jahrhundert ging er wegen zu kleinen Lagerstätten merklich zurück. In den letzten Jahrzehnten wurde der Großteil der Bergwerke geschlossen. Historisch lag der europäische Kupferbergbau – wie bei den meisten Erzen – überwiegend in der Verantwortung der Landesherren und fast immer förderte er die Entwicklung wohlhabender Städte (wie Kitzbühel, Goslar, Eisleben, Hettstedt, Mansfeld, Schwaz). Weltweit hat sich die Gewinnung von Kupfer seit 1900 etwa alle 20 Jahre verdoppelt und stieg in den 100 Jahren auf das 40-fache (etwa 15 Mio. Jahrestonnen), was vor allem auf den Bedarf der Elektroindustrie zurückgeht. Das weiche und zähe Buntmetall ist ein sehr guter Strom- und Wärmeleiter und wird für hochwertige Stromkabel, für galvanische Elemente und für verschiedene Legierungen wie Bronze, Messing und Neusilber benötigt.

Gewinnung

Bei den heute zur Verfügung stehenden technologischen Verfahren und bei den aktuellen Kupferpreisen ist eine Verhüttung bereits bei einem Kupfergehalt des Erzes von 2 % bis 5 % wirtschaftlich. Bei der Kupfer-Verhüttung werden mehrere Techniken verwendet:


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