Kupfer wird auf allen Kontinenten abgebaut. Das mit Abstand wichtigstes Förderland ist derzeit aber Chile, gefolgt von Peru, China und der Demokratischen Republik Kongo. Aus Chile stammen mit jährlich fünf Millionen geförderten Tonnen Kupfer rund ein Viertel der weltweiten Fördermenge. Die Kupferexporte haben in dem Land einen Anteil von circa 50 Prozent am Wert der Gesamtexporte.
Außerdem stehen in Chile die beiden größten Kupferbergwerke der Welt: Escondida in der Atacama-Wüste und Collahuasi im Norden. Es handelt sich bei ihnen um sogenannte porphyrische Lagerstätten. Das heißt, ihr Gestein ist vulkanischen Ursprungs und kann im kostengünstigen Tagebau abgetragen werden.
Mahlen, Baden, Schmelzen
Die chilenischen Kupfererze liegen zwar in großen Mengen vor, besitzen aber nur einen durchschnittlichen Kupfergehalt von unter einem Prozent. In einer Tonne Gestein befinden sich somit im Schnitt weniger als zehn Kilogramm reines Kupfer. Um an das Metall zu gelangen, muss man es zunächst aus den mineralischen Erz-Verbindungen lösen, in denen es natürlicherweise vorliegt. Dazu gehören etwa das grün glänzende Mineral Malachit – auch Kupferspat genannt – und das goldgelbe Chalkopyrit, auch bekannt als Kupferkies.
In den meisten Fällen gelingt die Trennung von Kupfer und Mineralien auf pyrometallurgische Weise. Vorher wird das Kupfererz aber zunächst fein gemahlen und dann mit Wasser verrührt. Durch Zugabe von Tensiden in Verbindung mit spezieller Rührtechnik treiben die gewünschten Mineralpartikel irgendwann als eine Art Schaum an der Wasseroberfläche und können dann abgeschöpft werden. Man spricht auch von Flotation. Auf diese Weise sind Kupfer und Nebengestein nun zumindest schon einmal grob voneinander getrennt.
Es folgt ein Besuch in der Kupferhütte, bei dem die Kupferbröckchen bei 750 Grad geröstet und anschließend geschmolzen werden, um so noch vorhandene Eisensulfide loszuwerden. Bei dieser pyrometallurgischen Auftrennung entsteht eine Schmelze mit einem Kupfergehalt von 30 bis 80 Prozent. In weiteren Arbeitsschritten, darunter Feuerraffination und Elektrolyse, wird das Material schließlich so weit aufbereitet, dass es zu 99,9 Prozent aus reinem Kupfer besteht und als Kathodenkupfer vorliegt.
Mikroben als Bergarbeiter
In selteneren Fällen wird Kupfererz auch mit elektrolytischen Verfahren zu Kathodenkupfer verarbeitet. Dafür wird das meist oxidhaltige Erz noch im Bergwerk mit verdünnter Schwefelsäure aus dem Gestein gelaugt und dann unter Einsatz von elektrischem Strom elektrochemisch weiter aufgetrennt.
Künftig könnten die Kupferfirmen bei der Raffinade allerdings auch Unterstützung von Mikroben bekommen. Denn Forscher haben vor wenigen Jahren ein Bakterium entdeckt, das in Bergwerksabwässern vorkommendes Kupfersulfat in atomares Kupfer umwandeln kann und somit die aufwändige Extraktion erleichtern würde.
Aus Alt mach Neu
Der weltweite Kupferbedarf wird aber nicht ausschließlich aus neu abgebautem Metall gedeckt. Kupfer lässt sich auch nahezu beliebig oft recyceln, indem man es einfach wieder einschmilzt und neu gießt. Global liegt der Anteil dieses sogenannten sekundären Kupfers bei 17 Prozent, in Deutschland sogar bei 41 Prozent. Hierzulande steht auch eine der größten Kupferrecyclinganlagen der Welt: die Aurubis AG in Lünen, die jedes Jahr rund 200.000 Tonnen Sekundärkupfer herstellt.
Das Kupfer verliert durch das Recycling weder an Funktionalität noch stark an Wert. „Hochwertige Kupferschrotte sind begehrt und können sehr nahe am Preis von primär erzeugtem Kupfer liegen“, erklärt die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR).
Häufig, aber irgendwie auch nicht
Da Kupfer ohnehin nicht gerade den Ruf einer Mangelware hat und dann auch noch mehrfach verwertet werden kann, dürfte ein Mangel an dem begehrten Metall ja eigentlich höchst unwahrscheinlich sein, oder? Jein. Es stimmt, dass Kupfer kein wirklich seltenes Metall ist. Sein Anteil in der Erdkruste beträgt immerhin rund 0,006 Prozent, was es zum 23-häufigsten Element macht. Zumindest in Spuren findet sich Kupfer in fast allen Gesteinen.
Doch nicht jedes Gestein ist gleich gut zugänglich. So gibt es etwa noch zahlreiche unerschlossene, tieferliegende Kupfervorkommen – sowohl an Land als auch in den Tiefen der Ozeane. Die theoretisch förderbare Menge ist somit deutlich höher als die tatsächliche. Auch die hervorragenden Recycling-Eigenschaften können diese Einschränkung nur bedingt ausbügeln. Denn wenn die Welt zunehmend mehr Kupfer braucht, dieses dann aber praktisch dauerhaft in Windrädern beziehungsweise E-Autos verbaut, sinkt auch die verfügbare Menge an sekundärem Kupfer.
Steht uns ein Mangel bevor?
Ob wir durch diese Umstände tatsächlich in einen Kupfermangel schlittern könnten, ist umstritten. Während der europäische Kupferverband die Verfügbarkeit des rötlichen Metalls für gesichert erklärt, schätzt Gary Nagle, der Chef eines der größten Kupferkonzerne der Welt, die Lage bereits deutlich angespannter ein: „Es kommt ein Kupferdefizit – aber die Welt scheint das nicht zu verstehen“, warnte er bei einer Präsentation vor Aktionären.
Schätzungen gehen davon aus, dass bereits bis 2035 jährlich 50 Millionen Tonnen Kupfer benötigt werden. Derzeit fördern die Minen aber gerade einmal 20 Millionen Tonnen pro Jahr – nicht einmal halb so viel wie erforderlich. Und auch in naher Zukunft wird diese Fördermenge wahrscheinlich nicht erheblich ansteigen, denn die Erschließung weiterer Kupferminen schreitet nur langsam voran.
„Dies ist besonders besorgniserregend, wenn man bedenkt, dass die Genehmigung und Erschließung von Minen zehn bis 20 Jahre dauern kann – selbst wenn sich dieser Trend morgen umkehren würde, ist eine langsamere Wachstumsphase für den Kupferbergbau bereits vorprogrammiert“, erklärt das Internationale Energieforum.
