Technologischer Prozess der Kupferproduktion. Weltkupfermarkt
allgemeine Merkmale der Branche
Rohstoffbasis
Es wurde in prähistorischen Zeiten entdeckt und war eines der ersten Metalle, die der Mensch anstelle von Stein für praktische Zwecke verwendete. Der lateinische Name „Cuprum“ stammt vom Namen der Insel Zypern, wo bereits im 3. Jahrhundert. Chr. Kupfer wurde abgebaut und verhüttet. In Russland wurden mehrere tausend Jahre alte Minen gefunden. Im 18. Jahrhundert wurden im Uralgebiet und im Altai zahlreiche Kupferhütten gegründet. Ende des 19. Jahrhunderts begann sich in den Regionen des hohen Nordens die Metallurgie zu entwickeln.
Kupferproduktion
Kupferexport
Kupferverbrauch
große Kupferproduzenten28. Oktober 2015
„Ural Mining and Metallurgical Company“ (UMMC) ist eine der größten metallurgischen Beteiligungen, die mehr als 40 Unternehmen aus verschiedenen Branchen vereint. Grundlage des Unternehmens ist eine geschlossene technologische Kette der Kupferproduktion: von der Rohstoffgewinnung bis zur Produktion Endprodukte basierend auf Kupfer und seinen Legierungen. Der Anteil von UMMC macht 43,4 % des russischen Kupfers aus (1,8 % des Weltvolumens). Darüber hinaus verfügt das Unternehmen über eine starke Position auf den Zink-, Blei- und Edelmetallmärkten.
1.
Der Hauptsitz von UMMC befindet sich in der Stadt Werchnjaja Pyschma, unweit von Jekaterinburg.
2.
Hier befindet sich auch das Uralelectromed-Werk, von dem aus die Gründung der Holding begann.
Die Kupferproduktion beginnt mit der Gewinnung von Rohstoffen. Dies wird von 9 Unternehmen des Mineralressourcenkomplexes des Unternehmens durchgeführt. Jede der Lagerstätten hat ihre eigenen Eigenschaften – in einer kann der Kupfergehalt im Erz 1,5 % betragen, in einer anderen bis zu 2,5 %.
3. Gaisky GOK (Bergbau- und Verarbeitungsanlage)
Das größte Unternehmen im Rohstoffkomplex. Das Hotel liegt in der Stadt Gai, Region Orenburg. Hier sind mehr als 70 % der Kupferreserven der Region konzentriert.
4.
Erz wird hier sowohl im Tagebau als auch im Untertagebergwerk abgebaut.
5. Die maximale Tiefe der unteren Produktionshorizonte wird 1310 Meter betragen.
Dies ist eines der wenigen Unternehmen in Russland, das Kupfer in so großer Tiefe fördert.
6. Bohrtunnelkomplex.
7. Jedes Jahr fördert das Unternehmen etwa 8 Millionen Tonnen Erz und produziert 550.000 Tonnen Kupferkonzentrat (mehr als 90.000 Tonnen Kupfer).
8. Alle geförderten Erze werden in der werkseigenen Aufbereitungsanlage verarbeitet.
Um das Erz anzureichern, ist es notwendig, die Gangmineralien von den wertvollen Mineralien zu trennen, dann die Kupfer- und Zinkmineralien voneinander zu trennen und gegebenenfalls Blei, wenn sein Gehalt im Erz hoch genug ist.
9.
In der Aufbereitungsanlage werden aus dem geförderten Erz Konzentrate hergestellt. Kupferkonzentrat wird an Kupferhütten geliefert, insbesondere an die Kupfer-Schwefel-Anlage Mednogorsk und die Kupferhütte Sredneuralsk in Revda, und Zinkkonzentrat wird an die Zinkfabrik in Tscheljabinsk und Electrozinc in Wladikawkas geschickt.
10.
Nördliche Kupfer-Zink-Mine der JSC Svyatogor. Liegt im Norden der Region Swerdlowsk.
11.
Hier wird Kupfer-Zink-Erz abgebaut, das nach der Verarbeitung in einem Brech- und Sortierkomplex zur Verarbeitungsanlage Svyatogora in der Stadt Krasnouralsk transportiert wird.
12.
Im März 2014 wurde der Tagebau der Tarnier-Lagerstätte abgeschlossen.
Jetzt entwickelt das Unternehmen das Shemurskoye-Feld und beginnt mit der Entwicklung des Novo-Shemurskoye-Feldes.
13.
Aufgrund der Unzugänglichkeit des Bergwerks erfolgt der Abbau hier im Rotationsverfahren.
14. Uchalinsky GOK.
Befindet sich in der Republik Baschkortostan. Das Unternehmen ist der größte Hersteller von Zinkkonzentrat in Russland.
15. Sibay-Filiale der Uchalinsky GOK.
Der Sibaysky-Steinbruch ist der tiefste Steinbruch Russlands und der zweittiefste der Welt. Seine Tiefe betrug 504 Meter und sein Durchmesser betrug mehr als zwei Kilometer.
16.
Mittlerweile erfolgt die Hauptproduktion im Schachtverfahren.
17.
Aus Sicherheitsgründen nutzt die Mine die Fernsteuerung der LDM (Lade- und Transportmaschine).
18.
Die im GOK Uchalinsky produzierten Kupfer- und Zinkkonzentrate werden anschließend an die Kupferhütte Sredneuralsky, Svyatogor, Electrozinc und das Zinkwerk Tscheljabinsk geliefert.
19. „Baschkirisches Kupfer“.
Das Unternehmen erschließt die Lagerstätte Yubileinoye und ist auf die Gewinnung und Verarbeitung von Kupfererzen spezialisiert. Kupferkonzentrat wird an die Kupferhütte Sredneuralsk und Zinkkonzentrat an das Zinkwerk Tscheljabinsk geschickt.
20.
Derzeit wird der Tagebau der Lagerstätte Yubileinoye abgeschlossen; in diesem Zusammenhang baut das Unternehmen ein Untertagebergwerk.
21.
Die Reserven des Untertagebergwerks werden von Experten auf etwa 100 Millionen Tonnen geschätzt, die dem Unternehmen mehr als 30 Jahre lang Arbeit bieten werden.
22. Die Khaibullinsky-Konzentrationsanlage wurde installiert moderne Ausrüstung aus Japan, Australien, Südafrika, Italien, Finnland und Deutschland.
Durch die Anreicherung ist es möglich, Kupferkonzentrat mit einem Kupfergehalt von bis zu 20 % zu gewinnen, was fast 13-mal höher ist als im Erz. Der Grad der Zinkanreicherung ist sogar noch höher – 35-fach oder mehr, während der Massenanteil von Zink im Zinkkonzentrat 50–52 % erreicht.
23. Buribayevsky GOK.
Das Werk beschäftigt sich mit der Gewinnung und Anreicherung von Kupfererz, das an das Kupfer- und Schwefelwerk Mednogorsk geliefert wird. Im Juli 2015 wurde in der Bergbau- und Aufbereitungsanlage der Schacht Juschny mit einer Tiefe von 492 Metern mit der Freigabe des ersten Gesteinswagens in Betrieb genommen. Das erste Erz im Schacht wird Mitte 2016 abgebaut. Der Bau einer neuen Anlage wird zunehmen Designzeitraum Betrieb des Unternehmens bis 2030.
24. „Safjanowskaja-Kupfer“.
Das Unternehmen erschließt die Kupfer-Pyrit-Lagerstätte Safyanovskoye, die sich in der Region Swerdlowsk befindet und etwa 3 % der gesamtrussischen Produktion kupferhaltiger Erze ausmacht.
25. Während der gesamten Betriebszeit des Steinbruchs wurden 17,8 Millionen Tonnen Erz abgebaut und mehr als 39,7 Millionen m3 Abraumarbeiten durchgeführt.
Heute beträgt seine Tiefe 185 Meter (in Zukunft wird sie auf 265 Meter ansteigen).
26. Der Tagebau der Lagerstätte Safyanovskoye ist nun abgeschlossen und das Unternehmen geht zum Untertage-Erzbergbau über.
27.
Im Dezember 2014 wurde der erste Startkomplex des Untertagebergwerks in Betrieb genommen und die ersten Tonnen Erz gefördert.
28.
Es wird erwartet, dass der Erzabbau aus den tiefen Horizonten der Lagerstätte Safjanowskoje mindestens 25 Jahre dauern wird.
29.
Das abgebauten Erz geht an weitere Bearbeitung zur Verarbeitungsanlage von Svyatogor, einem metallurgischen Unternehmen in der Region Swerdlowsk.
30. Bergbau- und Verarbeitungsanlage Urup.
Es fördert und reichert Kupferpyriterz in den Ausläufern des Nordkaukasus an.
31.
Derzeit wird Erz in einer Tiefe von 523 Metern abgebaut.
32.
Das Hauptprodukt des Unternehmens ist Kupferkonzentrat; neben Kupfer werden auch Gold und Silber gefördert.
33. „Sibirien-Polymetalle“.
Das Unternehmen hat seinen Sitz in der Stadt Rubtsovsk im Altai-Territorium. Die Hauptprodukte sind Kupfer- und Zinkkonzentrate, die an die Kupferhütte Sredneuralsk und das Zinkwerk Tscheljabinsk geliefert werden.
34.
Siberia-Polymetals wurde 1998 mit dem Ziel gegründet, den Abbau polymetallischer Erze im Altai-Territorium wiederzubeleben.
36.
Die Präsenz der Verarbeitungsanlagen Rubtsovskaya und Zarechenskaya innerhalb des Unternehmens ermöglicht uns einen vollständigen technologischen Zyklus für die Verarbeitung des geförderten Erzes.
Herstellung von Blisterkupfer.
Blasenkupfer wird durch Schmelzen von Kupferkonzentrat und Abtrennen von Schlacke gewonnen. Der Metallgehalt in Blisterkupfer beträgt 98-99 %.
37. OJSC „Svyatogor“
Ein Unternehmen mit vollem technologischen Zyklus zur Herstellung von Blisterkupfer mit Sitz in der Region Swerdlowsk. Kupfer- und Kupfer-Zink-Erze aus den Lagerstätten der Northern Group werden in einer Verarbeitungsanlage verarbeitet, die drei Arten von Konzentraten produziert – Kupfer, Eisen und Zink. Kupferkonzentrat wird zur Weiterverarbeitung an die eigene metallurgische Produktion geliefert, Zinkkonzentrat wird an das Elektrozinkwerk und das Zinkwerk Tscheljabinsk geliefert und Eisenkonzentrat wird an Eisenmetallurgieunternehmen geliefert.
38.
Der Hauptproduktionsstandort von Svyatogor ist die metallurgische Werkstatt. Von hier aus wird das Blisterkupfer zur Weiterverarbeitung an Uralelectromed geschickt.
39. Kupfer-Schwefel-Anlage Mednogorsk.
Das stadtbildende Unternehmen der Stadt Mednogorsk in der Region Orenburg, spezialisiert auf die Herstellung von Blisterkupfer.
40.
Zu den Produktionsanlagen von MMSC gehören eine Kupferschmelzerei, eine Brikettfabrik, eine Schwefelsäurewerkstatt, eine Staubverarbeitungswerkstatt sowie eine Reihe von Hilfsabteilungen.
42.
In seiner 75-jährigen Geschichte hat das Unternehmen über 1,5 Millionen Tonnen Blisterkupfer produziert.
43. Kupferhütte Sredneuralsk (SUMZ)
Das größte Bliinnerhalb der UMMC mit Sitz in der Stadt Revda (Gebiet Swerdlowsk). Die Kapazität des Unternehmens ist auf die Produktion von etwa 150.000 Tonnen Blisterkupfer ausgelegt, das dann zur Weiterverarbeitung an Uralelectromed geschickt wird.
44.
Das Gründungsdatum des Werks ist der 25. Juni 1940. Bis heute hat SUMZ bereits mehr als 6 Millionen Tonnen Blisterkupfer geschmolzen.
45.
Nach Abschluss der groß angelegten Sanierung erreichte die Rückgewinnungsrate der Abgase, einschließlich der Konvertergase, 99,7 %. Abnehmer von SUMZ-Produkten sind die größten Metallurgie-, Chemie-, Bergbau- und Verarbeitungsunternehmen in Russland sowie im nahen und fernen Ausland.
46. „Elektrozink“.
Eines der ältesten Unternehmen Nordossetiens mit Sitz in der Stadt Wladikawkas.
47.
Als Gründungsdatum des Werks gilt der 4. November 1904, als im Unternehmen das erste metallische russische Zink hergestellt wurde.
48.
Die Hauptprodukte des Unternehmens sind raffiniertes (99,9 %) Zink sowie Blei, das aus Kupferschmelzabfällen gewonnen wird.
Blisterkupfer wird immer einer Raffination unterzogen, um Verunreinigungen zu entfernen und Gold, Silber usw. zu extrahieren. Die Reinigung erfolgt durch Feuer und elektrolytische Raffination.
49. „Uralelektromed“
Das Hauptunternehmen von UMMC befindet sich in der Stadt Werchnjaja Pyschma im Gebiet Swerdlowsk.
50.
Jedes Jahr produziert das Unternehmen über 380.000 Tonnen raffiniertes Kupfer – die größte Menge in Russland!
52. Das Unternehmen liefert seine Produkte an Partner aus 15 Ländern in Europa, Nord- und Südamerika, Südostasien.
53.
Neben Kupfer produziert das Unternehmen auch Gold und Silber. Uralelectromed wurde als weltweit erstes Kupferunternehmen in die Good Delivery-Liste der London Precious Metals Market Association mit anerkannten globalen Edelmetallproduzenten aufgenommen.
54.
Gold wird mittels hydrochemischer Technologie durch Auflösen von Goldprodukten in „Königswasser“ (einer Mischung aus Salz- und Salpetersäure) und anschließender Ausfällung aus Lösungen hergestellt. Wenn das entstandene Sediment eingeschmolzen wird, werden Goldbarren gewonnen.
55. Zweigstelle „Produktion von Polymetallen“ der OJSC „Uralelectromed“.
Das Hotel liegt in der Stadt Kirovgrad, Gebiet Swerdlowsk. Das Unternehmen ist auf die Herstellung von Blisterkupfer und Zinkoxid spezialisiert.
56.
Die Hauptverbraucher sind OJSC Uralelectromed (Blisterkupfer) und OJSC Electrozinc (Zinkoxid).
Metallbearbeitung.
Um Nichteiszu verwalten, wurde UMMC-OTsM gegründet. Ihre Produkte werden in der Automobil-, Maschinen- und Elektroindustrie eingesetzt.
57.
Kirower Nich(OTsM).
58.
Die Produktion ist nach dem Prinzip eines geschlossenen metallurgischen Kreislaufs vom Guss bis zur Herstellung von Flach- und Rundprodukten organisiert. Das Unternehmen exportiert Walzprodukte in die USA und andere Länder Westeuropa, Südostasien und Nachbarländer.
59.
Aus dem Münzband des Kirower OCM-Werks wurden Sotschi-Olympiamünzen und indische Rupien hergestellt. Die Dicke der dünnsten im Unternehmen hergestellten Folie beträgt 25 Mikrometer. Das ist dreimal dünner als ein menschliches Haar.
60. Kolchuginsky OCM-Anlage.
Gelegen in Region Wladimir, produziert mehr als 20.000 Standardgrößen von Produkten in Form von Rohren, Stangen und Profilen aus 72 Legierungssorten.
61.
Bezogen auf die Vielfalt der Fertigprodukte ist das Unternehmen der einzige Universalhersteller von Walzprodukten in der GUS.
62.
Das Werk Kolchuginsky produziert auch die berühmten Getränkehalter, die jeder von uns in Fernzügen gesehen hat.
63. Kupferrohrfabrik.
Liegt in der Nähe der Stadt Majdanpek in der Republik Serbien. Spezialisiert auf die Herstellung von Kupferrohren für Wasserversorgungs-, Heizungs-, Kühl- und Klimaanlagen.
64.
Das Werk exportiert mehr als 80 % seiner Produkte. Kupferrohre sind auf den Märkten Großbritannien, Deutschland, Italien, Frankreich, Kanada, Holland, Rumänien, Bulgarien, Griechenland, Ukraine, Israel und den Ländern des ehemaligen Jugoslawiens vertreten.
65. „Orenburg-Heizkörper“.
Das Werk gehört zu Recht zu den führenden Unternehmen, die Produkte für den Maschinenbau herstellen. Zu den Abnehmern von Orenburg Radiator zählen über 20 russische Fabriken sowie ausländische Unternehmen aus den USA, Kasachstan und Weißrussland.
Vielen Dank an die PR-Abteilung der UMMC, nämlich
Belimov Viktor Nikolaevich, Melchakov Oleg Andreevich und Voloshina Ekaterina Sergeevna für die hervorragende Organisation der Fotografie!
Genommen von helio bei UMMC – dem größten Kupferproduzenten in Russland
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Kupfer - Chemisches Element mit dem Symbol Cu und der Ordnungszahl 29. Es ist ein formbares Metall mit sehr hoher thermischer und thermischer Belastung elektrische Leitfähigkeit. Reines Kupfer ist weich und unterwürfig; Die nicht oxidierte Oberfläche des Metalls hat eine rötlich-orange Farbe.
Wie viele natürliche Ressourcen kommt Kupfer auf der Erde sehr häufig vor (ungefähr 10 14 Tonnen allein im ersten Kilometer der Erdkruste oder ungefähr 5 Millionen Jahre der aktuellen Produktion). Allerdings gegeben moderne Technologien Die Gewinnung nur eines winzigen Teils dieser Reserven ist wirtschaftlich sinnvoll. Verschiedenen Schätzungen zufolge reichen die derzeit für den Bergbau verfügbaren nachgewiesenen Kupferreserven für 25 bis 60 Jahre aus, abhängig von den Annahmen über die Wachstumsraten des Bergbaus und die Effizienz der Exploration.
Die Kupferkonzentration in Erzen beträgt durchschnittlich nur 0,6 %, und die meisten kommerziellen Erze sind Sulfide, insbesondere Chalkopyrit (CuFeS2) und in geringerem Maße Chalkosin (Cu2S). Nach Angaben des American Geological Survey belief sich das Volumen der gesamten Kupferreserven in den Lagerstätten im Jahr 2012 auf 680 Millionen Tonnen.
Derzeit Großer Teil Kupfer wird aus Kupfersulfiden aus großen Steinbrüchen abgebaut, die zwischen 0,4 % und 1,0 % Kupfer enthalten. Beispiele für solche Lagerstätten sind Chuquicamata in Chile, die Bingham Canyon Mine in Utah, USA, und die El Chino Mine in New Mexico, USA. Chile verfügt über die weltweit größten Kupferreserven – 190 Millionen Tonnen.
Reserven an Kupfervorkommen im Jahr 2012, Tausend Tonnen *
| Chile | 190,000.0 |
| Australien | 86,000.0 |
| Peru | 76,000.0 |
| USA | 39,000.0 |
| Mexiko | 38,000.0 |
| Andere Länder | 251,000.0 |
| Gesamtbestände | 680,000.0 |
* Daten des US Geological Survey
Der weltweite Abbau und die Produktion von raffiniertem Kupfer haben in den letzten 25 Jahren dramatisch zugenommen. Dies ist vor allem auf die steigende Nachfrage nach Metall zurückzuführen Entwicklungsländer Länder wie China, Indien und Brasilien sind in den Weltmarkt eingetreten. Im gleichen Zeitraum entwickelte sich Südamerika zum größten Kupferabbaugebiet. Im Jahr 2007 wurden etwa 45 % des weltweiten Kupfers in den Anden gefördert; Die Vereinigten Staaten produzierten 8 %.
Chile ist weltweit führend im Kupferbergbau. Nach Prognosen der chilenischen Kupferkommission wird die Kupferproduktion im Land in den kommenden Jahren nicht zurückgehen, sondern sogar weiter zunehmen. In den USA stammt praktisch das gesamte produzierte Kupfer in der Reihenfolge abnehmender Produktion aus Arizona, Utah, New Mexico, Nevada und Montana. IN große Mengen Kupfer wird auch in Australien, Kanada, Peru, Russland und China abgebaut. Die größten Produzenten Zu den raffinierten Kupferländern zählen China, Chile, die Europäische Union, Japan, die USA und Russland.
Experten gehen davon aus, dass das Risiko eines Rückgangs der Kupferproduktion in den kommenden Jahren gering ist, da die Kupferproduktion über Länder auf der ganzen Welt verteilt und nicht auf ein einziges Gebiet beschränkt ist. Aufgrund der Bedeutung des Metalls im Baugewerbe und in der Elektrotechnik wären die Auswirkungen eines Angebotsrückgangs auf die Weltwirtschaft und Industrie jedoch erheblich.
Kupfer ist außerdem eines der am häufigsten recycelten Metalle; Etwa ein Drittel des weltweit verbrauchten Kupfers wird recycelt. Kupfer kann aus Industrieabfällen und Schrott, einschließlich metallhaltiger Legierungen, wieder geschmolzen und direkt verwendet oder zu raffiniertem Kupfer weiterverarbeitet werden, ohne dass es seine chemischen oder physikalischen Eigenschaften verliert.
In den Vereinigten Staaten wird jedes Jahr mehr recyceltes Kupfer verwendet, als aus neu gefördertem Erz hergestellt wird.
* Daten des US Geological Survey
Kupfer verfügt über eine hervorragende thermische und elektrische Leitfähigkeit, was dieses Metall für den Einsatz im Bauwesen und in der Elektrotechnik unverzichtbar macht. Im Bauwesen wird Kupfer in Form von Kabeln, Heiz- und Lüftungsgeräten und anderen Produkten verwendet. Es wird auch häufig in Leiterplatten von Telefonen, Computern und anderen Geräten verwendet.
Kupfer ist ein wichtiger Bestandteil in Motoren, Kühlern, Anschlüssen, Bremsen und anderen Komponenten, die in Pkw und Lkw verwendet werden. Ein durchschnittliches Auto enthält 1,5 Kilometer Kupferdraht, und die Gesamtmasse der Kupferteile reicht von 20 Kilogramm bei Kleinwagen bis zu 45 Kilogramm bei Luxus- und Hybridautos.
Aufgrund ihrer hohen mechanischen Festigkeit und Eignung für die Bearbeitung werden nahtlose Rundrohre aus Kupfer häufig für den Transport von Flüssigkeiten und Gasen verwendet: in internen Wasserversorgungssystemen, Heizungssystemen, Gasversorgungssystemen, Klimaanlagen und Kühlaggregaten. In einer Reihe von Ländern sind Kupferrohre das Hauptmaterial für diese Zwecke: in Frankreich, Großbritannien und Australien für die Gasversorgung von Gebäuden, in Großbritannien, den USA, Schweden und Hongkong für die Wasserversorgung, in Großbritannien und Schweden für Heizung.
Im Schmuckbereich werden häufig Legierungen aus Kupfer und Gold verwendet, um die Widerstandsfähigkeit der Produkte gegen Verformung und Abrieb zu erhöhen, da reines Gold ein sehr weiches Metall ist und diesen mechanischen Einflüssen nicht standhält.
Kupfer verfügt außerdem über hervorragende antimikrobielle Eigenschaften, wodurch es sich zur Bakterienbekämpfung eignet. Daher wird Metall verwendet Chemieindustrie zur Herstellung von Pflanzenschutz- und Krankheitsbekämpfungsmitteln in Landwirtschaft.
Spitzenreiter beim Kupferverbrauch ist derzeit China – etwa 40 % des weltweiten Metallverbrauchs. Auch die Hauptverbraucher des roten Metalls sind Länder europäische Union, USA, Japan, Südkorea. Der Kupferverbrauch in Russland beträgt jährlich etwa 600.000 Tonnen.
Produktion und Verbrauch von Kupfer weltweit, Tausend Tonnen*
| Jahr | 2010 | 2011 | 2012 |
| Gesamtproduktion | 16024.0 | 16020.0 | 16524.0 |
| Primärproduktion | 15624.0 | 15965.0 | 16500.0 |
| Sekundärproduktion | 6000.0 | 6200.0 | 6200.0 |
| Gesamtproduktion | 19209.0 | 19698.0 | 20245.0 |
| Gesamtverbrauch | 19332.0 | 19566.0 | 20147.0 |
| Reserven | 1018.0 | 1012.0 | 855.0 |
| COMEX-Preis | 342.7 | 398.4 | 362.4 |
* Zusammenfassungsdaten
Der Kupferpreis war in der Vergangenheit volatil und schwankte erheblich von einem 60-Jahres-Tief von 1,32 $/kg im Juni 1999 bis zu 8,27 $/kg im Mai 2006. Der Preis fiel im Februar 2007 auf 5,29 $/kg und stieg dann im April 2007 wieder auf 7,71 $/kg. Im Februar 2009 lag der Kupferpreis aufgrund der schwächelnden weltweiten Nachfrage und sinkender Rohstoffpreise bei 3,33 $/kg. Im Zeitraum 2011-2012 stiegen die Kupferpreise wieder auf 8,0 $/kg.
Nach Ansicht von Experten ist die Inbetriebnahme neuer Projekte und die Erhöhung der Kapazität einiger davon erforderlich bestehende Produktionsanlagen könnte im Jahr 2013 zu einem Anstieg der weltweiten Kupferproduktion führen. Normalerweise würde dies eine Reduzierung des Metallpreises bedeuten. In diesem Fall sehen Analysten jedoch keinen Grund dafür, dass eine Produktionssteigerung zu einer dramatischen Marktsituation führen könnte. Das weisen sie darauf hin Vorräte sind bereits historisch niedrig. Darüber hinaus wird mit einer steigenden Nachfrage gerechnet. Daher wird prognostiziert, dass sich der Markt von einem Metallmangel im Jahr 2012 zu einem Überschuss im Jahr 2013 entwickeln wird, dieser Überschuss wird jedoch nicht groß sein.
Die CPM Group prognostiziert, dass die Kupferproduktion im Jahr 2013 um 6,8 % auf 17,6 Millionen Tonnen steigen wird. Bhar prognostizierte einen Anstieg um 6,8 % auf 18 Millionen Tonnen, während BNP Paribas einen Anstieg um 6,9 % auf 17,9 Millionen Tonnen prognostizierte. Weitere werden für 2014 erwartet höhere Vergrößerung Produktion Tatsächlich prognostiziert BNP Paribas für 2013-2014 einen Anstieg der Kupfererzproduktion um 15 %.
Analysten zufolge wird die Kupfernachfrage im Jahr 2013 vor dem Hintergrund des globalen Wirtschaftswachstums ebenfalls steigen, allerdings langsamer wachsen als das Angebot. Wirga geht davon aus, dass die weltweite Kupfernachfrage um 3,7 % wachsen wird, während Briggs und Bhar ein Wachstum von 5,0 % prognostizieren.
Analysten erwarten insbesondere eine erhöhte Nachfrage aus China, da sich dort die Infrastruktur am aktivsten entwickelt. China ist der weltweit größte Kupferverbraucher (ungefähr 35-40 % des weltweiten Verbrauchs).
Laut Analysten werden die Preise im Jahr 2013 leicht sinken. Ein deutlicher Rückgang ist jedoch nicht zu erwarten. So prognostiziert die CPM Group für 2013 einen durchschnittlichen Kupferpreis von 7.986 $/t und Société Générale einen Durchschnittspreis von 7.975 $/t. Auch andere Unternehmen prognostizieren ähnliche Werte: Barclays Capital – 7.925 $/t; BNP Paribas – 7825 $/t. Morgan Stanley und TD Securities präsentierten optimistischere Prognosen für 2013 – 8.600 $/t bzw. 8.124 $/t.
Kupfer, das zu den Nichteisenmetallen zählt, wurde bereits in der Antike bekannt. Der Mensch beherrschte seine Herstellung früher als Eisen. Dies erklärt sich sowohl aus seinem häufigen Vorkommen auf der Erdoberfläche in zugänglichem Zustand als auch aus der relativ einfachen Herstellung von Kupfer durch Extraktion aus Verbindungen. Seinen Namen Cu erhielt es von der Insel Zypern, wo die alte Technologie der Kupferproduktion weit verbreitet war.
Aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit (Kupfer ist unter allen Metallen nach Silber das zweitgrößte) gilt es als besonders wertvolles Elektromaterial. Obwohl Elektrodrähte, die früher bis zu 50 % der weltweiten Kupferproduktion ausmachten, heute meist aus günstigerem Aluminium hergestellt werden. Kupfer gilt zusammen mit den meisten anderen Nichteisenmetallen als immer knapper werdendes Material. Dies liegt daran, dass heute Erze, die etwa 5 % Kupfer enthalten, als reichhaltig bezeichnet werden und ihre Hauptproduktion durch die Verarbeitung von 0,5 % Erzen erfolgt. Während diese Erze in den vergangenen Jahrhunderten 6 bis 9 % Cu enthielten.
Kupfer wird als hochschmelzendes Metall eingestuft. Bei einer Dichte von 8,98 g/cm3 liegen seine Schmelz- und Siedepunkte bei 1083 °C bzw. 2595 °C. In Verbindungen liegt es meist mit der Wertigkeit I oder II vor; Verbindungen mit dreiwertigem Kupfer kommen seltener vor. Salze einwertigen Kupfers sind leicht gefärbt oder völlig farblos, zweiwertiges Kupfer verleiht seinen Salzen in wässriger Lösung eine charakteristische Farbe. Reines Kupfer ist ein formbares Metall mit einer rötlichen oder rosafarbenen Farbe (im Bruchzustand). Im Lumen einer dünnen Schicht kann es grünlich oder blau erscheinen. Die meisten Kupferverbindungen haben dieselben Farben. Dieses Metall kommt in vielen Mineralien vor, von denen nur 17 in der Kupferproduktion in Russland verwendet werden. Den größten Platz nehmen dabei Sulfide, natives Kupfer, Sulfosalze und Carbonate (Silikate) ein.
Zu den Rohstoffen der Kupferproduktionsanlagen gehören neben Erzen auch Kupferlegierungen aus Abfällen. Am häufigsten enthalten sie 1 bis 6 % Kupfer in Schwefelverbindungen: Chalkosin und Chalkopyrit, Covelin, Bikarbonate und Oxide, Kupferpyrite. Außerdem können Erze zusammen mit Abraumgestein, einschließlich Kalziumkarbonaten, Magnesium, Silikaten, Pyrit und Quarz, Bestandteile von Elementen wie Gold, Zinn, Nickel, Zink, Silber, Silizium usw. enthalten. Native Erze, einschließlich Kupfer, werden nicht mitgezählt Verfügbare Form, alle Erze werden in Sulfid oder oxidiert sowie gemischt unterteilt. Erstere entstehen durch Oxidationsreaktionen, letztere gelten als primär.
Methoden zur Kupferproduktion
Unter den Verfahren zur Gewinnung von Kupfer aus Erzen mit Konzentraten werden das pyrometallurgische Verfahren und das hydrometallurgische Verfahren unterschieden. Letzteres ist nicht weit verbreitet. Dies liegt daran, dass die gleichzeitige Reduktion anderer Metalle mit Kupfer nicht möglich ist. Es wird zur Verarbeitung von oxidiertem oder nativem Erz mit niedrigem Kupfergehalt verwendet. Im Gegensatz dazu ermöglicht das pyrometallurgische Verfahren die Entwicklung beliebiger Rohstoffe unter Extraktion aller Bestandteile. Es ist sehr effektiv für Erze, die einer Aufbereitung unterzogen werden.
Der Hauptvorgang dieses Kupferproduktionsprozesses ist das Schmelzen. Bei der Herstellung werden Kupfererze oder deren geröstete Konzentrate verwendet. Als Vorbereitung für diesen Betrieb sieht das Kupferproduktionsschema eine Anreicherung durch Flotation vor. Gleichzeitig sollten Erze, die neben Kupfer auch wertvolle Elemente enthalten: Tellur oder Selen, Gold und Silber, angereichert werden, um diese Elemente gleichzeitig in Kupferkonzentrat zu überführen. Das nach dieser Methode gebildete Konzentrat kann bis zu 35 % Kupfer, die gleiche Menge Eisen, bis zu 50 % Schwefel sowie Abfallgestein enthalten. Um den Schwefelgehalt auf ein akzeptables Maß zu reduzieren, wird es geröstet.
Das Konzentrat wird in einer überwiegend oxidierenden Umgebung gebrannt, wodurch etwa die Hälfte des Schwefelgehalts entfernt wird. Das auf diese Weise erhaltene Konzentrat ergibt beim Schmelzen eine ziemlich satte Mattierung. Die Befeuerung trägt auch dazu bei, den Brennstoffverbrauch eines Flammofens zu halbieren. Dies wird durch eine hochwertige Mischung der Mischungszusammensetzung erreicht, die deren Erhitzung auf 600 °C gewährleistet. Es ist jedoch besser, kupferreiche Konzentrate ohne deren Verbrennung zu verarbeiten, da danach der Kupferverlust im Staub und in der Schlacke zunimmt.
Das Ergebnis dieser Abfolge der Kupferproduktion ist die Aufteilung des Schmelzvolumens in zwei Teile: Mattlegierung und Schlackelegierung. Die erste Flüssigkeit besteht in der Regel aus Kupfer- und Eisensulfiden, die zweite aus Oxiden von Silizium, Eisen, Aluminium und Kalzium. Die Verarbeitung der Konzentrate zu Mattlegierungen erfolgt in Elektro- oder Flammöfen verschiedene Arten. Reine Kupfer- oder Schwefelerze werden am besten in Schachtöfen geschmolzen. Für Letzteres lohnt sich auch der Einsatz der Kupfer-Schwefel-Fusion, die es ermöglicht, Gase einzufangen und gleichzeitig Schwefel zu extrahieren.
Kupfererze mit Koks sowie Kalksteine und Recyclingprodukte werden in kleinen Portionen in einen speziellen Ofen geladen. Im oberen Teil des Ofens entsteht eine reduzierende Atmosphäre, im unteren Teil eine oxidierende Atmosphäre. Während die untere Schicht schmilzt, sinkt die Masse langsam nach unten, um auf die erhitzten Gase zu treffen. Der obere Teil des Ofens wird auf 450 °C erhitzt und die Temperatur der Abgase beträgt 1500 °C. Dies ist notwendig, um Bedingungen für die Staubreinigung zu schaffen, noch bevor die Freisetzung von Schwefeldämpfen beginnt.
Als Ergebnis einer solchen Verhüttung wird Stein mit 8 bis 15 % Kupfer, Schlacke, die hauptsächlich Kalk mit Eisensilikat enthält, und auch Hochofengas gewonnen. Letztere werden nach vorheriger Staubabscheidung vom Schwefel befreit. Das Problem der Erhöhung des Cu-Anteils in der Mattlegierung bei der weltweiten Kupferproduktion wird durch den Einsatz von kontraktilem Schmelzen gelöst. Dabei werden Koks, Quarzflussmittel und Kalkstein zusammen mit Stein in einen Ofen gegeben.
Beim Erhitzen der Mischung kommt es zum Reduktionsprozess von Kupferoxiden und Eisenoxiden. Miteinander verschmolzene Eisen- und Kupfersulfide bilden die ursprüngliche Matte. Das geschmolzene Eisensilikat wird beim Fließen entlang der Böschungsoberflächen von anderen Bestandteilen absorbiert und füllt die Schlacke wieder auf. Das Ergebnis einer solchen Verhüttung ist die Produktion von mit Schlacke angereichertem Stein, der bis zu 40 % bzw. 0,8 % Kupfer enthält. Edelmetalle B. Silber und Gold, die sich fast nicht in der Schlackenlegierung auflösen, sondern vollständig in der Mattlegierung landen.
Produktion von schwarzem und raffiniertem Kupfer
Bei der Gewinnung von Blisterkupfer sieht die Produktion vor, die Mattierungslegierung in einem Seitenblaskonverter mit Luft anzublasen. Dies ist notwendig, um das mit Schwefel verbundene Eisen zu oxidieren und in Schlacke umzuwandeln. Dieser Vorgang wird Konvertierung genannt und gliedert sich in zwei Phasen.
Die erste Möglichkeit besteht darin, Weißmatt durch Oxidation von Eisensulfid mit Quarzflussmittel herzustellen. Die angesammelte Schlacke wird entfernt und an ihrer Stelle wird ein weiterer Teil des ursprünglichen Steins platziert, wodurch das konstante Volumen im Konverter wieder aufgefüllt wird. In diesem Fall verbleibt beim Entfernen der Schlacke nur weißer Mattierung im Konverter. Es enthält überwiegend Kupfersulfide.
Der nächste Teil des Umwandlungsprozesses ist die eigentliche Herstellung von Blisterkupfer durch Umschmelzen von Weißmatt. Es wird durch Oxidation von Kupfersulfid gewonnen. Das beim Blasen gewonnene Rohkupfer besteht zu 99 % aus Cu mit geringen Zusätzen von Schwefel und verschiedenen Metallen. Für den technischen Einsatz ist es jedoch noch nicht geeignet. Daher wird nach der Konvertierung zwangsläufig die Veredelungsmethode angewendet, d. h. Reinigung von Verunreinigungen.
Bei der Herstellung von raffiniertem Kupfer in der erforderlichen Qualität wird Rohkupfer zunächst einem Feuer und dann einer elektrolytischen Einwirkung ausgesetzt. Dadurch werden neben der Beseitigung unnötiger Verunreinigungen auch die darin enthaltenen wertvollen Inhaltsstoffe gewonnen. Zu diesem Zweck wird Blisterkupfer im Brandstadium in die Öfen getaucht, in denen Kupferkonzentrat zu einer Mattlegierung geschmolzen wird. Und für die Elektrolyse werden spezielle Bäder benötigt, deren Innenseite mit Vinylkunststoff oder Blei ausgekleidet ist.
Der Zweck der Feuerraffinierungsstufe ist die primäre Reinigung von Kupfer von Verunreinigungen, die für die Vorbereitung auf die nächste Raffinationsstufe – die Elektrolyse – erforderlich ist. Durch die Feuermethode werden Sauerstoff, Arsen, Antimon, Eisen und andere Metalle zusammen mit gelösten Gasen und Schwefel aus dem geschmolzenen Kupfer entfernt. Auf diese Weise hergestelltes Kupfer kann Spuren von Selen, Tellur und Wismut enthalten, was seine elektrische Leitfähigkeit und Verarbeitbarkeit beeinträchtigt. Diese Eigenschaften sind besonders wertvoll für die Herstellung von Kupferprodukten. Um für die Elektrotechnik geeignetes Kupfer zu gewinnen, wird daher die elektrolytische Raffination eingesetzt.
Bei der elektrolytischen Raffination werden eine aus feuerveredeltem Kupfer gegossene Anode und eine aus dünnem Kupferblech gefertigte Kathode abwechselnd in ein Bad aus schwefelsaurem Elektrolyt getaucht, durch das ein Strom geleitet wird. Dieser Vorgang ermöglicht eine hochwertige Reinigung von Kupfer von schädlichen Verunreinigungen bei gleichzeitiger Extraktion der damit verbundenen wertvollen Metalle aus dem Anodenkupfer, das eine Legierung aus vielen Komponenten ist. Das Ergebnis einer solchen Raffination ist die Produktion von hochreinem Kathodenkupfer mit einem Cu-Gehalt von bis zu 99,9 %, die Produktion von Schlämmen, die wertvolle Metalle, Selen mit Tellur sowie verunreinigten Elektrolyten enthalten. Es kann zur Herstellung von Kupfer- und Nickelsulfat verwendet werden. Darüber hinaus entsteht durch unvollständige chemische Auflösung der Anodenbestandteile Anodenabfall.
Die elektrolytische Raffination ist die wichtigste Methode zur Gewinnung von technisch wertvollem Kupfer für die Industrie. In Russland, einem der führenden Länder in der Kupferproduktion, werden mit seiner Hilfe Kabel- und Drahtprodukte hergestellt. Reines Kupfer wird in der Elektrotechnik häufig verwendet. Einen großen Platz nehmen hier auch Kupferlegierungen (Messing, Bronze, Kupfernickel etc.) mit Zink, Eisen, Zinn, Mangan, Nickel und Aluminium ein. Kupfersalze sind in der Landwirtschaft gefragt; aus ihnen werden Düngemittel, Synthesekatalysatoren und Schädlingsbekämpfungsmittel hergestellt.
Zur Gewinnung von Kupfer werden Kupfererze sowie Kupferabfälle und deren Legierungen verwendet. Die Erze enthalten 1–6 % Kupfer. Erze mit einem Kupfergehalt von weniger als 0,5 % werden nicht verarbeitet, da die Gewinnung von Kupfer daraus beim derzeitigen Stand der Technik unrentabel ist.
In Erzen kommt Kupfer in Form von Schwefelverbindungen (CuFeS 2 – Chalkopyrit, Cu 2 S – Chalkosin, CuS – Covelin), Oxiden (CuO, CuO) und Hydrogencarbonaten vor
Die Gangerze bestehen aus Pyrit (FeS 2), Quarz (SiO 2), verschiedenen Verbindungen mit Al 2 O 3, MgO, CaO und Eisenoxiden.
Erze enthalten manchmal erhebliche Mengen anderer Metalle (Zink, Gold, Silber und andere).
Zur Gewinnung von Kupfer aus Erzen sind zwei Methoden bekannt:
- hydrometallurgisch;
- pyrometallurgisch.
Die Hydrometallurgie hat aufgrund der Unfähigkeit, neben Kupfer auch Edelmetalle zu gewinnen, keine breite Anwendung gefunden.
Das pyrometallurgische Verfahren eignet sich zur Verarbeitung aller Erze und umfasst folgende Arbeitsgänge:
- Vorbereitung von Erzen zum Schmelzen;
- schmelzend für matt;
- Mattkonvertierung;
- Kupferraffinierung.
Vorbereiten von Erzen zum Schmelzen
Die Aufbereitung von Erzen umfasst die Aufbereitung und Röstung. Die Anreicherung von Kupfererzen erfolgt durch Flotation. Das Ergebnis ist ein Kupferkonzentrat mit bis zu 35 % Kupfer und bis zu 50 % Schwefel. Konzentrate werden üblicherweise in Wirbelschichtöfen gebrannt, um den Schwefelgehalt auf optimale Werte zu reduzieren. Beim Brennen wird Schwefel bei einer Temperatur von 750–800 °C oxidiert und ein Teil des Schwefels durch Gase entfernt. Das Ergebnis ist ein Produkt namens Asche.
Schmelzend für Matt
Das Schmelzen des Steins erfolgt in Flamm- oder Elektroöfen bei einer Temperatur von 1250 – 1300 °C. Der Verhüttung werden kalzinierte Kupfererzkonzentrate zugeführt, bei deren Erhitzung Reduktionsreaktionen von Kupferoxid und höheren Eisenoxiden stattfinden
6CuO + FeS = 3Cu 2 O + FeO + SO 2
FeS + 3Fe 3 O 4 + 5SiO 2 = 5(2FeO SiO 2) + SO 2
Durch die Wechselwirkung von Cu 2 O mit FeS entsteht Cu 2 S gemäß der Reaktion:
Cu 2 O + FeS = Cu 2 S + FeO
Kupfer- und Eisensulfide verschmelzen miteinander und bilden Stein, und geschmolzene Eisensilikate lösen andere Oxide auf und bilden Schlacke. Matt enthält 15 – 55 % Cu; 15 – 50 % Fe; 20 – 30 % S. Schlacke besteht hauptsächlich aus SiO 2, FeO, CaO, Al 2 O 3.
Matt und Schlacke werden durch die Ansammlung durch spezielle Löcher freigesetzt.
Konvertieren von Matte
Die Umwandlung des Steins erfolgt in Kupferschmelzkonvertern (Abbildung 44), indem er mit Luft angeblasen wird, um Eisensulfid zu oxidieren, Eisen in Schlacke umzuwandeln und Blasenkupfer abzutrennen.
Konverter haben eine Länge von 6 - 10 m und einen Außendurchmesser von 3 - 4 m. Das Eingießen des geschmolzenen Steins, das Ablassen der Schmelzprodukte und das Entfernen von Gasen erfolgt durch einen Hals im mittleren Teil des Konverterkörpers. Um den Stein zu durchblasen, wird Druckluft durch Blasdüsen zugeführt, die sich entlang der Konvertergeneratrix befinden. In einer der Endwände des Konverters befindet sich ein Loch, durch das die pneumatische Beladung mit Quarzflussmittel erfolgt, das zum Entfernen von Eisen in die Schlacke erforderlich ist.
Der Spülvorgang erfolgt in zwei Perioden. In der ersten Phase wird Stein in den Konverter gegossen und Quarzflussmittel zugeführt. Während dieser Zeit finden Sulfidoxidationsreaktionen statt
2FeS + 3O 2 = 2Fe + 2SO2,
2Cu 2 S + 3O 2 = 2Cu 2 O + 2SO 2
Das entstehende Eisenoxid reagiert mit Quarzflussmittel und wird in die Schlacke entfernt.
2FeO + SiO 2 = (FeO) 2 SiO 2
Wenn sich die Schlacke ansammelt, wird sie teilweise abgelassen und ein neuer Teil des ursprünglichen Steins wird in den Konverter gegossen, wodurch ein bestimmter Steingehalt im Konverter aufrechterhalten wird. In der zweiten Phase reagiert Kupferoxid mit Kupfersulfid und bildet metallisches Kupfer
2Cu 2 O + Cu 2 S = 6Cu + SO 2
So wird durch das Blasen Blisterkupfer mit 98,4 - 99,4 % Cu erhalten. Das resultierende Blisterkupfer wird auf einer Bandgießmaschine in flache Formen gegossen.
Kupferraffination.
Um Kupfer mit der erforderlichen Reinheit zu erhalten, wird Blisterkupfer einem Feuer und einer elektrolytischen Raffination unterzogen. In diesem Fall können neben der Entfernung von Verunreinigungen auch Edelmetalle extrahiert werden.
Bei der Feuerraffinierung wird Blisterkupfer in einen Flammenofen geladen und in einer oxidierenden Atmosphäre geschmolzen. Unter diesen Bedingungen werden diejenigen Verunreinigungen aus dem Kupfer in die Schlacke entfernt, die eine größere Affinität zu Sauerstoff als Kupfer haben.
Um den Raffinationsprozess zu beschleunigen, wird dem Bad aus geschmolzenem Kupfer Druckluft zugeführt. Die meisten Verunreinigungen in Form von Oxiden gelangen in die Schlacke (Fe 2 O 3, Al 2 O 3, SiO 2), und einige Verunreinigungen werden beim Raffinieren mit Gasen entfernt. Bei der Feuerläuterung verbleiben die Edelmetalle vollständig im Kupfer. Zusätzlich zu den Edelmetallen in Kupfer, Kleinmengen Es sind Verunreinigungen von Antimon, Selen, Tellur und Arsen vorhanden. Nach der Feuerraffination erhält man Kupfer mit einer Reinheit von 99–99,5 %.
Zur Entfernung dieser Verunreinigungen sowie zur Gewinnung von Gold und Silber wird Kupfer einer elektrolytischen Raffination unterzogen.
Die Elektrolyse wird in speziellen Bädern durchgeführt, die innen mit Blei oder einem anderen Schutzmaterial ausgekleidet sind. Anoden bestehen aus feuerraffiniertem Kupfer und Kathoden aus dünnen Blechen aus reinem Kupfer. Der Elektrolyt ist eine Kupfersulfatlösung. Beim Durchleiten eines Gleichstroms löst sich die Anode auf und das Kupfer geht in Lösung. An den Kathoden werden Kupferionen entladen, auf denen sich eine starke Schicht aus reinem Kupfer ablagert.
Im Kupfer enthaltene Edelmetallverunreinigungen fallen als Rückstand (Schlamm) auf den Boden des Bades. Nach der elektrolytischen Raffination wird Kupfer mit einer Reinheit von 99,95 – 99,99 % erhalten.
