Mineralienportrait/Kupfer/Verhüttung

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Mineralienportrait/Kupfer/Verhüttung

[Dirk Orth]

" Zur Herstellung von Kupfer wird aus sulfidischem Kupfererz zunächst so genannter Kupferstein (Cu2S mit variierenden Gehalten an FeS, Cu-Gehalt ca. 70 %) gewonnen. Dazu wird das Ausgangsmaterial unter Zusatz von Koks geröstet und die enthaltenen Eisenoxide durch kieselsäurehaltige Zuschlagstoffe verschlackt. Diese Eisensilikat-Schlacke schwimmt auf dem Kupferstein und kann so leicht abgegossen werden.

    Röstarbeit (Beispiel Chalcopyrit)

        6 CuFeS2 + 10 O2 → 3 Cu2S + 2 FeS + 2 Fe2O3 + 7 SO2

    Schmelzarbeit
        Fe2O3 + C + SiO2 → Fe2SiO4 + CO

Der so erhaltene Kupferstein wird zu Rohkupfer (auch Schwarz- oder Blisterkupfer) weiterverarbeitet. Dazu wird er glutflüssig in einen Konverter gegossen und in diese Schmelze Luft eingeblasen. In einer ersten Stufe (Schlackenblasen) wird dabei das darin enthaltene Eisensulfid zu Eisenoxid geröstet und dieses durch zugeschlagenen Quarz zur Schlacke gebunden, die abgegossen werden kann. In einem zweiten Schritt (Garblasen) werden zwei Drittel des verbleibenden Cu2S zu Cu2O oxidiert. Das Oxid setzt sich dann mit dem restlichen Sulfid zum Rohkupfer um.

    Schlackenblasen
        2 Cu2S + 3 O2 → 2 Cu2O + 2 SO2

    Garblasen
        Cu2S + 2 Cu2O → 6 Cu + SO2 "

Die schriftliche Darstellung des Schlackenblasens verstehe ich nicht. Das im Kupfer gebundene Eisensulfid wurde durch die Zufuhr von Sauerstoff (Koks) und die Zugabe von Zuschlagstoffen schon verschlackt und abgegossen (s. 1. Abschnitt). Eisensulfid ist also beim Schlackenblasen gar nicht mehr vorhanden. Dennoch ist im Text (2. Abschnitt) über das Schlackenblasen vom Rösten des Eisensulfids zu Eisenoxid die Rede, während in der chemischen  Gleichung Kupfersulfid zu Kupferoxid geröstet wird. Irgendetwas stimmt da nicht.

Gruß Dirk

[Collector]

Halo Dirk

danke für Deine Zuschrift.

"....Die schriftliche Darstellung des Schlackenblasens verstehe ich nicht. Das im Kupfer gebundene Eisensulfid wurde durch die Zufuhr von Sauerstoff (Koks) und die Zugabe von Zuschlagstoffen schon verschlackt und abgegossen (s. 1. Abschnitt). Eisensulfid ist also beim Schlackenblasen gar nicht mehr vorhanden. Dennoch ist im Text (2. Abschnitt) über das Schlackenblasen vom Rösten des Eisensulfids zu Eisenoxid die Rede, während in der chemischen  Gleichung Kupfersulfid zu Kupferoxid geröstet wird. Irgendetwas stimmt da nicht.... "

Leider irrst Du Dich, bzw. ich habe den Kupfer-Verhüttungsprozess nicht so detailliert dargestellt, dass ihn jeder sofort versteht.
Eisen-Silikatschlacken enstehen sowohl während des Schmelzens (Stichwort: Zugabe von Koks und SiO2/Sand) als auch beim Schlackenblasen (Stichwort O2-/SiO2/Sand). Das Schlackenblasen ist kein einzelner abgeschlossener Vorgang, sondern kann mehrfach wiederholt werden, mit jeweiliger neuer Beschickung von FeS-haltigem Kupferstein.

Schau Dir mal im Kupferportrait das Schema der Kupfergewinnung an, dort ist dieser Mehrfach-Schlackenerzeugungsprozess deutlich dargestellt. Und wenn Du Dir im Internet auch mal Konverter anschaust, wirst Du immer zwei Ausgänge finden. Einen für das Kupfer, den anderen für die FeS-Silikatschlacken.

Ich habe im übrigen Deine Zuschrift zum Anlass genommen, die chemischen Formeln aus dem Portrait zu entfernen, da sie eher zur Verwirrung führen könnten.

Besten Gruß
Peter