Kupferkabel auf großen Rollen

Kupfer ist als Metall nach wie vor extrem gefragt. (Bild: Parilov - stock.adobe.com)

Der erste Platz der größten Kupferproduzenten weltweit gehört jetzt einem chilenischen Unternehmen. Das ist kein Wunder, wird in dem südamerikanischen Land doch auch das meiste Kupfer gefördert. Nach Eisen und Aluminium ist Kupfer mengenmäßig übrigens das meist geförderte Metall.

Etwa 21 Millionen Tonnen waren es im Jahr 2021 laut der US Geological Survey insgesamt. Weltweit sind es etwa 20 Millionen TonnenAllein Chile kommt auf 5,6 Millionen Tonnen. Hinter Chile folgen Peru (2,2 Mio. Tonnen), China und der Kongo (je 1,8 Mio. Tonnen) sowie die USA (1,2 Mio. Tonnen). Das Ranking der größten Kupferproduzenten weltweit ist allerdings eines der wenigen, in denen kein chinesisches Unternehmen vertreten ist. Gewonnen wird Kupfer abhängig von der Charakteristik der Lagerstätte und der geographischen Begebenheit im Tagebau oder unter Tage.

Kupfer ist ein relativ weiches und gut formbares Metall. Weltweit befinden sich die größten Kupfervorkommen in Chile. Die dortigen Reserven an dem Buntmetall beliefen sich im Jahr 2021auf insgesamt 200 Millionen Tonnen. Deutlich weniger Vorkommen lagern in Australien und Peru.

Gewonnen wird Kupfer aus Erzen, Kies und Sanden. Teilweise kommt Kupfer auch in gediegener Form vor, also als reines chemisches Element.

Wie wird Kupfer abgebaut?

Die Ressourcen weltweit, also die Vorkommen, die zwar vorhanden, derzeit aber nicht wirtschaftlich abbaubar sind, belaufen sich auf 2,1 Milliarden Tonnen. Experten der USGS rechnen damit, dass weitere 2,5 Milliarden an bislang unentdeckten Ressourcen im Boden schlummern.

Es gibt zwei Verfahren, zur Gewinnung von Kupfer aus Kupfererzen. Beim Floating entstehen Kupferkathoden mit einem Kupfergehalt zwischen 20 und 30 Prozent, in sehr ergiebigen Vorkommen können es auch bis zu 50 Prozent sein. Zum anderen wird die sogenannte SX-EW-Methode angewendet. Das ist eine Abkürzung für Solvent Extraction-Electowinning, eine metallurgische Technik, bei der organische Lösungsmittel das Kupfer aus dem Gestein lösen. Im Anschluss entsteht Kupferkonzentrat durch Elektrolyse.

Welches Verfahren angewendet wird, hängt davon ab, ob das vorhandene Kupfererz sulfidisch oder oxidisch ist.

Sulfidisches Kupfererz: Kupfergewinnung durch Flotation

Bei der Herstellung von Primärkupfer aus sulfidischem Kupfererz wird das Gestein in einem ersten Schritt gemahlen. Dieses gemahlene Kupfererz ist wasserabweisend, daher ist es möglich, gemahlenes Kupfererz durch Flotation anzureichern. Dabei reichern sich feste Partikel zu Aggregaten an. Das Ganze passiert in einem Rührbecken, das mit Flüssigkeiten gefüllt ist. Während des Rührens entstehen Gasblasen. An diesen haften die Partikel und steigen mit ihnen auf. Die auf diese Weise gebildeten Aggregate werden anschließend mit einem Abstreifer abgezogen.

Das bei der Flotation entstehende Kupferkonzentrat hat einen Kupfergehalt von 20 bis 35 Prozent. Der Flotationsprozess erfolgt in der Regel an den Kupferminen, die das Kupfererz abbauen.

Oxidisches Kupfererz: Kupfergewinnung durch SX-EW-Verfahren

Wird zur Herstellung von Primärkupfer oxidisches Kupfererz verwendet, kommt das zweite Verfahren zum Einsatz, denn oxidische Kupfererze sind nicht wasserabweisend. Sie können daher nicht mittels Flotation angereichert werden.

Im ersten Schritt wird hier das gesammelte Kupfererz mit Schwefelsäure berieselt und ausgewaschen. Dadurch entsteht ein kupferhaltiges Konzentrat, das mithilfe des Solventextraktion-Elektrogewinnungs-Verfahren (SX-EW) im zweiten Schritt zu Kupferkathoden verarbeitet wird. Dieses Verfahren kann in die drei Schritte

  • Solventextraktion,
  • Strippen und
  • Elektrolyse (Electrowinning)

eingeteilt werden.

Beim SX-EW-Verfahren werden zunächst organische Lösungsmittel wie Ketoxime oder Aldoxime zum Konzentrat hinzugegeben und verrührt. Das überführt Kupferionen in die organische Phase. Die dabei entstehende Lösung wird aufkonzentriert. Beim anschließenden Strippen kommt stärker konzentrierte Schwefelsäure hinzu. Diese verdrängt die reine Kupferlösung wieder aus der organischen Phase.

Im dritten und letzten Schritt werden die Kupferionen durch Elektrolyse herausgelöst. Hierbei entstehen 50 bis 70 Kilogramm schwere Kupferkathoden.

Becken für das SX-EW-Verfahren zur Kupfergewinnung von KGHM in Sierra Gorda
Das Unternehmen KGHM gewinnt Primärkupfer über das SX-EW-Verfahren. Hier zu sehen sind die Lösungsbecken. (Bild: KGHM)

Kritische Rohstoffe: Der große Überblick

Salzsee Salar de Uyuni - Bildquelle Gerd Mischler

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Die größten Kupferminen weltweit 2021

Wie wird Kupfer raffiniert?

Das durch Floating gewonnene Kupferkonzentrat wird anschließend zu Kupferhütten transportiert. Dort wird es zu Kathodenkupfer verarbeitet.

Das angereicherte Kupferkonzentrat wird in einem ersten Schritt zusammen mit sauerstoffreicher Luft in den sogenannten Schwebeschmelzofen gegeben. Dort reagiert es mit dem Sauerstoff. Dabei wird Wärme frei, die das Kupfer schmelzen lässt, es entsteht der sogenannte flüssige Kupferstein mit einem Kupfergehalt von 60 bis 65 Prozent. Dieser wird anschließend im Konverter unter nochmaliger Zugabe von Sauerstoff zu Rohkupfer oxidiert. Das Rohkupfer heißt auch Blisterkupfer oder Schwarzkupfer und hat einen Kupfergehalt von 98 Prozent. Der Sauerstoffgehalt ist aber noch recht hoch.

Dieser wird mithilfe von Erdgas im sogenannten Anodenofen reduziert. Gleichzeitig werden Reste von Schwefel und Eisen entfernt. Das Ergebnis dieses Feuerraffination genannten Schritts ist 99-prozentiges Anodenkupfer. Im letzten Schritt kommt auch hier eine Elektrolyse mit einem schwefelsauren Elektrolyt zum Einsatz. Da sich das Kupfer dabei an der Kathode absetzt, wird es Kathodenkupfer genannt. Es hat einen Reinheitsgrad von 99,95 Prozent. Um einen etwa 400 Kilogramm schweren Block Anodenkupfer in Kathodenkupfer umzuwandeln, braucht es rund drei Wochen.

Das Kathodenkupfer kommt später in Form von Blöcken, Walzdraht oder Rundbarren auf den Markt. Bei der Raffinerieproduktion von Kupfer liegt übrigens China mit weitem Abstand vorn (10 Mio. Tonnen). Danach kommen Japan, Chile, Russland, Sambia, Südkorea und Polen. Deutschland trägt immerhin 630.000 Tonnen Raffineriekupfer bei.

Die größten Kupferraffinerien weltweit 2021

Woher kommt das Kupfer für Deutschland?

Deutschland importierte laut der WVM - Metallstatistik im Jahr 2020 rund 607.000 Tonnen raffiniertes, nicht legiertes Kupfer. Hinzu kamen 26.000 Tonnen legiertes Kupfer sowie 57.000 Tonnen Kupfer zum Raffinieren. An Kupfererzen und -konzentraten kam 2019 etwa 1.020.000 Tonnen ins Land. An Halbzeug aus Kupfer importierte Deutschland 238.000 Tonnen, wobei die Ausfuhr (906.000 Tonnen) den Import mittlerweile deutlich überholt hat.

Den Gesamtumsatz mit Kupfer beziffert die Metallstatistik 2020 mit 13,648 Milliarden Euro.

Im Jahr 2010 stammt laut Deutscher Rohstoffagentur der größte Anteil der Kupfererze aus Belgien (56 Prozent), gefolgt von Namibia (19 Prozent) und Armenien (10 Prozent). Bei raffiniertem Kupfer hat Russland als Lieferland die Nase vorn (31 Prozent), gefolgt von Polen (19 Prozent) und Chile (18 Prozent).

Kupferkonzentrate dagegen kamen vor allem aus Peru (25 Prozent), Argentinien (18 Prozent), Chile (17 Prozent) und Brasilien (14 Prozent). Auch Indonesien, Kanada und Australien sind Lieferländer für Kupferkonzentrate nach Deutschland.

Wofür wird Kupfer verwendet?

Genutzt wird Kupfer hauptsächlich für Elektroinstallationen (57 Prozent), also für Kabel, Leitungen, Drähte, Leiterplatten, Batterien und Elektrogeräte.

In Deutschland werden 15 Prozent des Kupfers im Bauwesen eingesetzt, zum Beispiels für die Dachentwässerung, für die Fassadenverkleidung oder Installationsrohre. Neun Prozent wandern in den Automobilsektor, dort findet sich Kupfer beispielsweise in Bremsbelägen.

Acht Prozent finden im Maschinen- und Anlagenbau Verwendung, etwa in Sanitär- und Industriearmaturen oder in Kesseln. Immerhin noch fünf Prozent gehen in den Handel und sechs Prozent in andere Verwendungszwecke wie Schlösser, Beschläge, Musikinstrument, Münzen oder Glocken.

Weltweite Kupfernachfrage steigt

Kupfer ist ein Metall, dessen Nachfrage zyklisch, also mit dem Wirtschaftswachstum, steigt und fällt. Dementsprechend war Kupfer in den vergangenen Jahren ein gefragter Rohstoff - sogar im Corona-Jahr 2020.

Wurden 2011 noch 19,71 Millionen Tonnen des weichen Metalls nachgefragt, stiegen die Einkäufe bis 2020 stetig an auf 24,98 Millionen Tonnen. Nur 2019 gab es eine Mini-Delle und die weltweite Nachfrage nach Kupfer sank auf 24,29 Millionen Tonnen, da sich die Weltwirtschaft abgekühlt hatte.

Der Kupferpreis spiegelt diese Nachfrage nicht immer wider, da die Produktion nicht stetig ist. So kostete beispielsweise eine Tonne Kupfer im Januar 2014 knapp 7.300 US-Dollar, sank dann bis auf 4.471 US-Dollar im Januar 2016, um dann im Jahr 2018 erneut auf über 7.000 US-Dollar zu klettern.

Im Jahr 2019 ging der Trend wieder klar nach unten, seit der massiven Corona-Delle im April 2020 kennt der Preis jedoch nur eine Richtung: aufwärts. Zwischenzeitlich schrammte er sogar die 10.000 US-Dollar pro Kilo.

Größte Kupferproduzenten im Jahr 2018

1. Freeport/McMoran: 1.900.000 Tonnen

2. Coldeco: 1.700.000 Tonnen

3. BHP Billiton: 1.700.000 Tonnen

4. Glencore: 1.500.000 Tonnen

5. Southern Copper: 880.000 Tonnen

6. Antofagasta Minerals: 730.000 Tonnen

7. KGHM Polska Miedsz: 630.000 Tonnen

8. Rio Tinto: 630.000 Tonnen

9. First Quantum: 610.000 Tonnen

10. Vale: 400.000 Tonnen

Die größten Kupferproduzenten der Welt 2016

1. Corporacion Nacional del Cobre (Codelco): 1.827.000 Tonnen

2. Freeport McMoRan: 1.696.000 Tonnen

3. Glencore: 1.288.000 Tonnen

4. BHP Billiton: 1.113.000 Tonnen

5. Southern Copper: 900.000 Tonnen

6. KGHM: 677.000 Tonnen

7. Rio Tinto: 523.000 Tonnen

8. First Quantum: 494.000 Tonnen

9. Antofagasta: 477.000 Tonnen

10. Vale: 453.000 Tonnen

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Die größten Kupferhersteller 2019

  1. Coldeco, Chile: 1,706 Millionen Tonnen
  2. Glencore, Schweiz: 1,371 Millionen Tonnen
  3. BHP Billiton:
  4. Freeport McMoran, USA: 1,17 Millionen Tonnen
  5. Southern Commer, USA: 994.000 Tonnen
  6. KGHM Polska Miedsz, Polen: 720.000 Tonnen
  7. First Quantum, Kanada: 702.000 Tonnen
  8. Rio Tinto, UK: 577.000 Tonnen
  9. Antofagasta, Chile: 520.000 Tonnen
  10. Nornickel, Russland: 499.000 Tonnen

Die größten Kupferhersteller 2020

  1. Coldeco
  2. Glencore
  3. Freeport McMoran
  4. BHP Billiton
  5. Southern Copper
  6. First Quantum
  7. KGHM Polska Miedsz
  8. Rio Tinto
  9. Antofagasta
  10. Anglo American

Die jeweiligen Produktionsmengen in Tonnen finden Sie in unserer aktuellen Bildergalerie.

Quelle: Kitco, Stand März 2021

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