Sekundärkupferherstellung

Bei der Sekundärkupferherstellung handelt es sich um die Herstellung von Kupfer aus Schrotten. Demnach ist es ein Recyclingprozess. Beim Recycling des Kupfers können die Ausgangsmaterialien in drei Schrottsorten eingeteilt werden: saubere Schrotte, Schrotte mit einem Kupfergehalt zwischen 85 und 99 Prozent und Schrotte mit einem Kupfergehalt von weniger als 50 Prozent. Die Schrotte werden gesammelt und je nach Reinheitsgrad von anderen Bestandteilen getrennt und aufbereitet. Hierfür kommen unterschiedliche Trennverfahren und Prozesse zum Einsatz. Je nach Reinheitsgrad der Schrotte können diese an unterschiedlichen Stellen einer integrierten Kupferhütte als Rohstoff eingespeist werden. In der Praxis werden Schrotte in integrierten Kupferhütten gemeinsam mit Kupfererzen als Rohstoff zur Produktion von Kupferkathoden verwendet. Deshalb lassen sich die Primärkupferherstellung und die Sekundärkupferherstellung im Hinblick auf Produktionsrouten und anzuwendenden Herstellverfahren nicht trennen. Bei einer Reinheit von unter 50 Prozent sind bei der Sekundärkupferherstellung im Gegensatz zur Primärkupferherstellung zusätzliche Prozesse notwendig.

Saubere Kupferschrotte sind Schrotte mit einer Reinheit von über 99 Prozent. Diese können direkt geschmolzen werden und im Anschluss unter Anwendung der Kupferelektrolyse zu Kathodenkupfer raffiniert werden. In integrierten Kupferhütten können saubere Stoffe daher direkt dem sogenannten Anodenofen zugeführt werden. Dort werden sie gemeinsam mit dem über die primäre Route hergestellten Kathodenkupfer geschmolzen. Diese Schrotte stellen mengenmäßig nur einen kleinen Teil dar.

Eine mengenmäßig größere Gruppe sind die Schrotte mit Kupfergehalten zwischen 85 und 99 Prozent. Diese werden in einem Konverter raffiniert. Dabei werden unedlere Bestandteile entfernt. Zu diesen Bestandteilen zählen unter anderem Blei, Zinn und Eisen. Das im Konverter hergestellte Kupfer wird Rohkupfer genannt. Dieses Rohkupfer kann dann wiederum im Anodenofen weiterverarbeitet werden. In integrierten Kupferhütten wird der Schrott zusammen mit dem über die primäre Route hergestellten Kupferstein raffiniert. Der Kupferstein reagiert im Reaktionsschacht des Ofens mit zugegebenem Sauerstoff und wird durch die dabei freiwerdende Wärme geschmolzen. Es handelt sich dabei um eine exotherme Reaktion. Diese Wärme reicht in der Regel aus, um auch den zugegebenen Schrott zu schmelzen. Deshalb ist diese Vorgehensweise wirtschaftlich, da so keine zusätzliche Energie für das Schmelzen der Schrotte benötigt wird. Das aus dem Konverter erhaltene Anodenkupfer wird in einer nachgeschalteten Kupferelektrolyse zu hochreinem Kathodenkupfer gewandelt.

Die letzte Gruppe an Schrotten mit Kupfergehalt von weniger als 50 Prozent kann nicht direkt in integrierten Kupferhütten verarbeitet werden. Es ist notwendig den Schrott einer mechanischen Aufbereitung zu unterziehen, bevor dieser in Raffinationsprozesse eingespeist wird. Deshalb werden in einem ersten Schritt Prozesse der mechanischen Aufbereitung angewendet, um stoffliche Fraktionen zu trennen. Es werden also beispielsweise Kunststoff- und Eisenfraktionen herausgetrennt. Prozesse der mechanischen Aufbereitung sind unter anderem die Zerkleinerung und Sortierung der Schrotte. Die dabei wichtigsten angewendeten verfahrenstechnischen Anlagen sind Schredder, Magnetabscheider, Windsichtanlagen und Schwimm-Sink-Anlagen. Die durch Prozesse der mechanischen Aufbereitung separierte Fraktion der Kupferschrotte wird schließlich in einem Schachtofen eingeschmolzen. Dabei werden Zinnoxide und Zinkoxide ausgeschieden. Das dabei entstehende Kupfer hat eine Reinheit von 70 bis 80 Prozent und wird im Anschluss wie Kupferstein weiter bearbeitet.