Kupferkathoden zählen neben Kupferbolzen zum gängigsten Ausgangsmaterial in der kupferverarbeitenden Industrie. Doch der Weg bis zu fertigen Kupferkathode benötigt viele Schritte um am Ende ein Produkt höchster Reinheit zu gewährleisten.
Begutachtung & erste Schritte
Für die Fertigung von Kupferkathoden kommen kupferhaltige Rohstoffe wie beispielsweise Schlacke, Schlämme und Kupfer- sowie Eisenschrotte zum Einsatz. Diese werden vor der Verarbeitung begutachtet und landen anschließend – abhängig vom Kupferanteil und der Art – in die jeweils passende Raffination.
Pyrometallurgische Raffination
Die pyrometallurgische Raffination findet im Schachtofen statt. Dort wird bei ca. 1200°C das Ausgangsmaterial geschmolzen und gereinigt. Dieser Vorgang wird bei Ausgangsmaterial mit niedrigem Kupfergehalt durchgeführt. Dazu zählen Cu-Fe Material und Shredderkupfer, welche mit Kalk, Koks und Quarz geschmolzen werden.
Das Endprodukt der pyrometallurgische Raffination ist Schwarzkupfer mit einem Kupferanteil von ca. 75%.
Konverter
Im Konverter wird Schwarzkupfer mit einem Kupfergehalt von ~75% mit Metalllegierungen wie Bronze, Messing und Rotguss verarbeitet. Dies geschieht mit Sauerstoff was dafür sorgt, dass Metalle wie Blei, Mischoxid, Zink und Zinn abgeschieden werden.
Das Endresultat des Konverters ist Rohkupfer mit einem Anteil von ca. 96%.
Anodenofen
Die weitere Verarbeitung findet im Anodenofen statt. Dort wird u.a. mithilfe von Blech-, Draht- und Rohrschrotten die Reinigung der Schmelze fortgesetzt.
Daraus entstehen Anodenplatten, die zu ungefähr 99% aus Kupfer bestehen.
Hydrometallurgische Raffination
Bei der hydrometallurgischen Raffination werden die Anodenplatten auf elektrochemischem Weg gereinigt. Dazu werden die Anodenplatten in Elektrolysezellen getaucht, die wiederum mit einer schwefelsauren Lösung des Kupfersulfats befüllt sind. Edelstahlbleche stellen bei diesem Vorgang die Kathoden dar. Durch den Einfluss von elektrischem Strom wird der hochreine Kupfer freigesetzt und danach maschinell abgezogen.
Das Endprodukt dieses Vorgangs ist ein Kupfergehalt von mehr als 99,99%.
Gießerei
In der Gießerei findet der letzte Verarbeitungsschritt statt. Dort wird der hochreine Kupfer geschmolzen und in die richtige Form gebracht. Abhängig von Kundenwünschen werden verschiedene Qualitätsstufen angeboten sowie Kupferlegierungen hergestellt.
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