Schmelzversuch auf Kupfer

[Haverlahwiese]

Im moderneren Hüttenwesen (18xx) heisst das 30-50% Sulfidkonzentrat als Zwischenprodukt "Kupferstein", aus diesem wird dann das Schwarzkupfer erschmolzen.

Der Vollständigkeit halber möchte ich nur erwähnen, dass in der modernen Kupfermetallurgie kein klassisches Schwarz- oder Blisterkupfer erzeugt mehr wird. Bsp. NA heute Aurubis in Hamburg: Nach einer selektiven Röstung im Schwebeschmelzverfahren (Outukumpu) wird aus dem CuFe-Stein im Konverter im Röstreaktionprozess (CuS2 + 2 O2 = Cu + 2 SO2) Rohkupfer. Dieses wird im Anodenofen mit Erdgas gepolt (entgast) und zu Anoden vergossen. In einer Raffinationelektrolyse entsteht min. 99,99% Cu ("Vierneuner").

Die Alten haben beim klassischen Schwarzkupferverfahren ein Seigerverfahren dazwischen geschaltet. Das Schwarzkupfer wurde mit flüssigen Blei behandelt und anschließend das Blei aus den "Kienstöcken" ausgeseigert. Das diente zur Extraktion der Edelmetalle, da diese aus dem Schwarzkupfer nicht anders abgeschieden werden konnten.

Das Zinkproblem hatten vor allem die Rammelsberger Hüttenleute. Was nicht mit Baryt verschlackt wurde, wurde im "Zinkstuhl" gewonnen, einem primitiven Kondensator. Die Ofenreisen betrugen wegen der Ansätze nur 2-3 Tage. Eine Theorie besagt, der Name des Metalls käme von den "Zinken", den Ofenansätzen.

[Stefan_O]

"Modern" war ja extra mit 18xx angegeben. Heute läufts mit Flash Smeltern, die eigentlich nichts anderes machen als die "Alten" auch, nur eben rösten und konzentrieren in einem Ofen. Das ganze Raffinieren ist durch Elektrolyse ersetzt, die Edelmetalle sammeln sich im Schlamm. Wobei die Anoden eigentlich als Schwarzkupfer durchgehen könnten, oder? Einen netten Film zum Flash Smelting gibts hier über den INCO copper cliff smelter:

http://www.youtube.com/watch?v=rIU_7T3sh8c

Ist nicht mehr ganz aktuell, zeigt aber sehr schön den Prozess. Wo bekommt man soetwas sonst zu sehen. Wers mehr mit dem Russischen hat: Norilsk Nickel betreibt auch Flash Smelter:

http://www.youtube.com/watch?v=xp8_UCJTa9k

Das Video gibts auch als längere Version auf der NN homepage. (Als kleinen Nachteil: jeder Betreiber eines Flash Smalters muss quasi noch eine Schwefelsäurefabrik daneben stellen.)

Weiss jemand, ob Aurubis mit Erz oder Flotationskonzentrat startet und wo das Erz herkommt? Ich dachte, die machen eher auf Kupferschrott.

Gruss,
Stefan

[Geomartin]

Laut Firmenwebsite bezieht Arubis Erzkonzentrate aus aller Welt: http://www.aurubis.com/de/geschaeftsfelder/rohstoffe/

[Stefan_O]

Ahh, danke für den Link! Interessant. Schade, wenns nicht am Ende der Welt wäre, könnte man mal nach einem Besichtigungstermin fragen....

Cheers,
Stefan

[Haverlahwiese]

@Stefan:

Der Betrieb in Hamburg ist eher auf Konzentrate spezialisiert, wichtiger Lieferant ist Minera Escondida. Für Schrotte betreibt Aurubis eine Hütte in Lünen/Westfalen, ehemals Hüttenwerke Kayser.

[Stefan_O]

Danke für den Hinweis, Matthias. Hier der Link zur Firma: http://www.escondida.cl/mel/en/index.asp und von der Seite ein paar Info's:

Minera Escondida is the copper mine with the largest production in the world. In the year 2008, production reached 1,255,019 metric tons of fine copper, representing approximately 23,5 % of Chilean production. The Escondida deposit is located in the North of Chile, in the Atacama Desert, 170 km southeast of the city of Antofagasta, at an altitude of 3,100 meters above sea level. Productive operations began in 1990, and since October 2005 the Company also operates Escondida Norte, which is a second open pit located 5 km from the main pit.

Minera Escondida produces copper concentrate by means of the sulphide ore flotation process, and also produces copper cathodes using the oxide ore leaching and low-grade sulphide bio-leaching processes. The Company moves around 360 million tonnes of mineral annually. The infrastructure consists of two open pit mines (Escondida and Escondida Norte), two concentrator plants (Laguna Seca and Los Colorados), an electro-winning plant to produce cathodes from oxide and sulphide ore, and two pipelines that transport copper concentrate from the mine to the filter plant, which is also owned by the Company and is located at the Port of Coloso, in the far south area of the city of Antofagasta. A seawater desalinization plant was recently built in that same area to supply part of the operation’s water consumption.

Meine Fresse, die haben da ziemlich riesige Löcher gebuddelt....

Cheers,
Stefan


PS Hat nichts mehr mit dem ursprünglichen Thema zu tun, spannt aber eine schöne Brücke über Bergbau und Technologie bis in die Gegenwart. Ich hoffe, Uwe verzeiht uns das...

[Pöhlberger]

Absolut kein Problem, denn erstens habe ich hier schon sehr viel von euch zu meinen Fragen erhalten und zweitens hat es ja immer noch mit dem Thema Kupfer zu tun

Die Größenordnungen sind ja wirklich gigantisch... die würden den Osthang unseres Pöhlberges wahrscheinlich in einer Woche abgetragen haben

Glück Auf!
Uwe

[Geomartin]

Wenn der Thread schon abdriftet, dann hier noch einige Impressioen von um die Ecke. Prominent Hill, South Australia. entdeckt 2001, Aufschluss begann 2007, Produktion begann 2008. Ich war da September 2008 (Aufbereitung noch im Bau) und September 2009 (in Produktion) Dummerweise sind die Bilder nun in der gegengesetzten Reihenfolge angezeigt, aber wurscht:
*18 CAT793 sind im Tagebau im Einsatz mit je 250 t Nutzlast
*Erzufbereitung im dunkeln
*Erzaufbereitung im hellen (ganz links sieht man den schwarzen Haufen mit Kupferkonzentrat, enthaelt 55% Cu und etwas Gold)
*SAG und Kulgelmuehle im Bau (fuer 8 Mio Tonnen Erz pro Jahr)
*Brecheranlage unter dem ROM-Pad (ROM - Run of Mine; Erzmischplatz - ausgehalten werden 4 Sorten: Chalcosin-Erz, Bornit-Chalcopyrit-Erz, Chalcopyrit-Pyrit Erz sowie nur-Gold)
*Deutsche und Amerikaner spielen zusammen (auffaellig auch - der Bergbau in vielen Australischen Gruben wird nicht vom Eigentuemer durchgefuehrt - hier OZ Minerals -, sondern von einem Subunternehmen, wie im Beispiel Thiess
*der Pit Ende 2009
*der Pit Ende 2008 (Enddimensionen werden 1,5 x 1 km und 500 m Teufe fuer etwa 75 Mio t Erz, moeglicherweise wird es noch Tiefbau fuer eine Resource von weiteren 100 bis 150 Mio t geben))
Das exportierte Konzentrat enthaelt etwa 110,000t Kupfer und 80.000 Unzen Gold pro Jahr. Die Erzkonzentrate gehen nach Asien.

200 km weiter befindet sich der grosse Bruder Olympic Dam im Besitz von BHP Billiton (wurde uebrigens von einem Deutschen in Broken Hill mitbegruendet, denen gehoert auch die Mehrheit an Escondida), derzeit nur Tiefbau bis 800 m bei einer Jahresproduktion von 10 Mio Tonnen (die Foerderung ist derzeit Engpass, die Aufbereitung wuerde 12 Mio t schaffen). Die dortige Anlage hat einen Smelter und produziert 200,000t Anodenkupfer plus 3,500 t Uran im Konzentrat plus etwa 100.000 Unzen Gold plus 1,000,000 Unzen Silber pro Jahr. In die Tailings gehen jedes Jahr rund 3 Mio Tonnen Eisen, 300.000 t Fluorit, etwa die gleiche Menge Baryt und 50,000 t Lanthan und Cer. Nebenbai wird noch der groesste Steinbruch Australiens betrieben, denn wo 10 Mio Tonnen pro Jahr rausgehen muessen auch 10 Mio Tonnen pro Jahr rein (es wird nur Erz gefoerdert, es gibt kein taubes Material auf Halde). Derzeit wird eine Erweiterung vorangetrieben, soll Tagebau mit einer Produktion von 60 Mio Tonnen pro Jahr werden mit den Dimensionen 3,5 x 3 km bei 1.200 m Endteufe. Endproduktion dann etwa 700,000 t Kupfer und bis zu 15,000 t Uran pro Jahr plus Gold und Silber. Auf OD war ich 3 x, aber die Bilder sind weniger spannend. Durch die Aufbereitung gab es nur eine Bustour bei Nieselregen (es regnet auffaellig haeufig wenn ich im Outback bin, von wegen trockenster Kontinent), und untertage waren wir nur in abgelegenen Strecken aus Sicherheitsgruenden. Aber die Bohrkerne sehen echt gut aus, tolles Erz.

[Stefan_O]

Saugeil, danke für die Pics! Wenns dich wieder dorthin verschlägt, melde dich mal, ich hätte eine Bestellung für Erzproben. Bisher habe ich noch keine IOCG Lagerstätte bearbeitet bzw in meiner Sammlung.

Gruss,
Stefan

PS kurze Übersicht hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Prominent_Hill

[Geomartin]

Saugeil, danke für die Pics! Wenns dich wieder dorthin verschlägt, melde dich mal, ich hätte eine Bestellung für Erzproben. Bisher habe ich noch keine IOCG Lagerstätte bearbeitet bzw in meiner Sammlung.

Gruss,
Stefan

PS kurze Übersicht hier: http://en.wikipedia.org/wiki/Prominent_Hill

Die gibts auch hier auf deutsch: http://de.wikipedia.org/wiki/Prominent_Hill

Das andere ist vermerkt.

Martin

[sehmataler]

Nochmals auf den Schmelzversuch am St. Briccius zurückzukommen, das Erz dazu war doch sicher handgeklaubt und deshalb möglichst "rein" ohne taubes Gestein, oder?
Die zitierte Analyse von 13% Fe und 2% Si dürfte zwar für die Gesamterzprobe nicht unbedingt repräsentativ sein, aber zeigt eigentlich ganz eindrucksvoll, warum da nichts in Fluss kam und nur ein magnetischer Batzen übrig geblieben ist.

Die "ad hoc" durchgeführte Kupferschmelze konnte aus rein stöchiometrischen Gründen leider nicht gelingen.

Selbst nach einem guten Abrösten der Erze ist ein Ausschmelzen von Schwarzkupfer aus dem in der Analyse dargelegten Elementspektrum ohne Zugabe von Hilfsstoffen schwierig bis unmöglich. Der hohe Eisengehalt bei geringem Siliziumgehalt stört den Schmelzprozess erheblich, da sich bei der Reduktion des Eisens an der Holzkohle schwer schmelzender Magnetit (Eisenoxidspinell FeO.Fe2O3) bildet. Das Schmelzgut wird dadurch äußerst zähflüssig.

Eine Trennung von Kupferstein und Schlacke, beziehungsweise ein Ausschmelzen des metallischen Kupfers ist somit nicht mehr möglich und es entstehen magnetitreiche und somit magnetische Sintermassen, die nur lokal ausgeschmolzene Kupferkügelchen enthalten können.

Bei einem richtig bemessenen Quarzzuschlag bildet sich /Fe0 + SiO2 > Fe2SiO4/ ein leicht schmelzbares Eisensilikat (Fayalit), das sich als leichtflüssige Schlacke über dem Kupferstein (Cu-Sulfidschmelze) absetzt. Der Prozess ist in der Praxis natürlich nicht ganz so einfach, wie in der Formel dargestellt, deshalb auch das mehrmalige Umschmelzen.

Natürlich sollte vorher ein (vielleicht auch mehrmaliges) Abrösten des Roherzes stattfinden. Die Oxidation bei moderaten Temperaturen dürfte die störenden Arsengehalte und auch den eisengebundenen Schwefel weitestgehend beseitigen.

[Pöhlberger]

Wenn wir alle Ratschläge beachten und zum nächsten (ersten richtigen) Schmelzversuch die entsprechenden Leute einladen, sollte es sicher funktionieren.
Nach dem ersten spontanen Versuch sollte es dann auf jeden Fall professioneller ablaufen...
Wir werden uns natürlich vorher rechtzeitig melden, damit auch Interessenten dabei sein können.
Vorher mache ich aber erst mal Urlaub am garantiert bergbaufreien Schwielochsee im Spreewald...

Glück Auf!
Uwe

[Pöhlberger]

Nachdem wir den Sommer über erst mal das Thema Schmelzversuch zurück gestellt haben, geht es nun in die praktische Vorbereitungsphase.
Dabei sind wieder neue Fragen aufgetreten:
Die Uni Siena hat 1991 etwas ähnliches versucht und war dabei leider nur teilweise erfolgreich

http://www.ufg.uni-freiburg.de/d/publ/smeltexp.html

Deshalb nun die folgenden offenen Fragen:

- bei etwa 2kg körnigem Erzkonzentrat, wie lange und wie oft, bei welchen Temperaturen sollte man rösten, woran erkennt man, den Erfolg des Prozesses?
Lieber Holzkohle als Holz dazu verwenden? Beim industriellen Rösten im 18./19. Jh. wurde mehrere Tage lang geröstet, allerdings mit großen Erzmengen, nicht bei 2kg Konzentrat.

- verwendete Flussmittel: sollte man Borax, Soda oder wie in Siena Quarz und Limonit verwenden, oder noch was anderes?

- aus 6kg sulfid. Erz (Kupferkies) blieben in Siena nach dem Rösten 3,3kg übrig, aus denen beim 3. erfolgreichsten Versuch 2,5kg Kupferstein gewonnen werden.
Allerdings konnte daraus kein metallisches Kupfer erschmolzen werden... nur eine glasige Schlacke. Woran konnte das konkret liegen? Waren es die zu hohen Temperaturen, wie in Siena vermutet?

Wenn man genügend Erzkonzentrat zur Verfügung hätte, wäre es kein Problem...
Ich bin schon am überlegen, ob wir den ersten Versuch vielleicht mit "Fremderz" unternehmen sollten, um unser Konzentrat zu sparen.
Für den Ofen haben wir Schamottesteine, als Brennstoff Koks, den Tiegel und anderes Zubehör kriegen wir auch noch.
Bleiben eigentlich "nur" die oben aufgeführten Fragen zum Ablauf offen...

Glück Auf!
Uwe

[Stefan_O]

Ich versuche mal, meinen traurigen Cent dazuzugeben:

- Rösten: Ziel ist es, alle flüchtige loszuwerden. Es sollte also möglich sein, den Prozess "auf Geruch" zu fahren. Wenn mich nicht alles täuscht, ist der Prozess autotherm, der "Kies" brennt also von allein weiter, wenn er die richtige Start-Temperatur hatte. Ich würde Holzkohle nehmen, ein flaches Bett Erz drauflegen und das Ganze ordentlich anheizen. (Wenn in Siena Kupferstein gewonnen wurde, war das Rösten nicht vollständig. Das entspricht den moderneren (18xx) Prozessen).

- Flussmittel: Ist das das richtige Wort? Ziel der Schmelzoperation ist es, die Verunreinigungen (Eisen, evtl. Mangan) als Schlacke loszuwerden. Das Flussmittel sollte eine niedrig schmelzende Verbindung mit Eisen geben, aber nicht mit Kupfer. Bei den neueren Prozessen (18xx) ist das Fayalit und Verwandte, also wäre ein Quarzzuschlag notwendig, abhängig vom Quarzanteil im Erz. Wenn die Schlacke hübsch blau, bzw rot an der Oberfläche wird, hat sich das Kupfer auch in die Schlacke verpfiffen. Ihr habt ja grobe Erzanalysen, oder? Ich würde schauen, wie das Verhältnis Fe zu Si ist und entsprechend zuschlagen bis das gleiche Verhältnis wie im Fayalit erreicht ist. Bei Si Überschuss müsste tatsächlich Limonit oä zugegeben werden. Quarz und Limonit macht irgendwie keinen Sinn, es sei denn, Du willst Schlacke produzieren. Kupfer löst sich zumindest in Borax prima (Borax-Perle!), macht also auch keinen Sinn, Soda vermutlich des gleichen.

- kein Kupfer, nur Schlacke? Kupfer verschwindet nicht einfach. Wenn nichts metallisches über bleibt, dann ist es in der Schlacke, oder immer noch als Sulfid- oder Oxid vorhanden. Ich glaube nicht, dass das eine Frage der Temperatur ist.

- das der erste Versuch klappt, ist so ziemlich völlig unwahrscheinlich. Ich würde mit Fremderz experimentieren. Einfache Analysen der Zwischenprodukte wären nicht verkehrt. Die hatten die Alten auch, die ganz Alten mussten sich mit hunderten Versuchen plagen, bis die Erfahrung da war....

Gruss,
Stefan

[Pöhlberger]

Hallo Stefan,

vielen Dank, es ist mehr als ein "trauriger Cent" wert
Leider konnte ich dem Versuch der Uni Siena nicht mehr info´s entnehmen...
Wir haben nun auch auf Fremderz für den ersten Versuch orientiert, wobei dort leider nicht das chemisch ähnliche Material zu bekommen sein wird.
Hungerlieb meint auch, wir werden noch mal eine Analyse unseres Materials machen lassen, zur Sicherheit.
Dann werden wir also mal nach dem Schwefelgeruch versuchen, den Röstvorgang entsprechend zu bemessen.
Als Zuschlagstoff der Quarz ist auch kein Problem und da "unser" Erz genügend Eisen enthalten dürfte, müsste es also gehen.
Wenn wir als Fremderz zum Beispiel mexikanischen Kupferkies (CuFeS2) vom Mineralienhandel nehmen, dürfte dort sicher auch genügend Eisen drin sein.
Da gibt es die schön bunt angelaufenen Handstücke als Kiloware..., an die ich dabei dachte. Und Kupferkies ist auf jeden fall auch in unserem Erz drin, käme also der Sache ziemlich nahe.
In Siena haben sie "Quarz und Limonit" zugesetzt, vielleicht war das der Grund, dass kein metallisches Kupfer entstand, sondern das ganze in der Schlacke "verschwand"? Ich bin leider kein Chemiker, habe zwar bei der anorganischen Chemie vor langer Zeit in der Schule aufgepasst und kann manches nachvollziehen, doch Theorie und Praxis sind eben dann auch noch zweierlei...

Bei unserem ersten spontanen Versuch vor paar Jahren ( bei dem ich selbst leider nicht dabei war) fanden sich in der Schlacke, wie ich schon mal geschrieben hatte, dunkelrote magnetische Kügelchen. Die wurden auf Grund der geringen Menge nicht weiter bearbeitet.
Mal sehen, was wir beim nächsten Versuch erreichen. Ich werde auf jeden Fall darüber berichten.

Glück Auf!
Uwe

[Ludewig]

Ich denke mal, wenn man sich mit dem Gedanken trägt einen Schmelzversuch von heimischen Kupfererzen durchzuführen, sollte man der Aufbereitung der Erze seine größte Aufmerksamkeit widmen! Das "Achte Buch" von Agricola befasst sich äußerst ausführlich damit und wohl nicht ohne Grund. Die Sekundärminerale des Kupfers sind weites gehend vom Primärerz selektiert worden und nur zur Vitriolherstellung verwendet worden! Es wird sicher nicht ausreichen nur eine einheitliche Korngröße zu erzeugen, sondern auch eine Aussortierung und Trennung der Mineralsorten vorzunehmen, um den Schmelzprozess negativ beeinflussende Mineralien gleich im Vorfeld abzutrennen. Das wird sicher nur begrenzt möglich sein, aber eine Grundvoraussetzung!

Glück auf! Lutz Mitka

[Pöhlberger]

Die Aufbereitung des Erzes habe ich so sorgfältig vorgenommen, wie nur möglich.
Erstens nur Erz aus ein und dem selben Grubenbereich verwendet!
Sämtliche entfernbaren Reste von taubem Material, wie Gneis, Quarz, Limonit und auch Markasit/Pyrit habe ich entfernt.
Das Konzentrat auf eine Körnung von etwa 5 bis 25mm aufbereitet.
Da es sich um ein eng verwachsenes Gemenge aus Chalkopyrit, Chalkosin, Bornit u.ä. Mineralien handelt, müssen wir damit leben.
Größere Anteile an sekundären Mineralien sind nicht vorhanden, nur eine dünne Oxydationsschicht auf dem Primärerz.
Damit sollte das bestmöglich machbare Ausgangsmaterial vorliegen, von dem wir leider nur etwa 2Liter Volumen = etwa 4kg Konzentrat haben.
Obwohl wir in den letzten Jahren hunderte Tonnen Masse bewegt haben, kam leider nicht mehr zusammen...

Glück Auf!
Uwe

[Stefan_O]

Uwe,

eine Frage noch: habt ihr euch für einen Tiegel zum Schmelzen entschieden, oder für einen Ofen analog Siena? Mir scheint, dass das Experiment aus diesem Grund schiefgelaufen ist. Sollten sie tatsächlich Kupferstein gewonnen haben (ist mir nicht ganz klar, wenn das geröstete Erz komplett geschmolzen ist, sollten sich zwei Flüssigkeitsphasen bilden: obenauf die eisenhaltige Schlacke, drunter die Kupfersulfid-Schmelze. Wie haben sie diese sauber getrennt?), kann es sein, dass durch das Blasen mit dem Staubsauger zuviel Sauerstoff eingeblasen wurde. Dann bleibt das Kupfer als Oxid und geht in die Schlacke über. Auch das ist nicht ganz schlüssig, soviel Schlacke sollten sie im letzten Schritt eigentlich nicht haben. Der Tiegel hätte dort den Vorteil, dass die reduzierenden Bedingungen leichter gehalten werden können. Die Luft fürs Feuer kommt nicht direkt mit dem Schmelzgut in Berührung.

Was ihr noch machen könntet, ist den Kupferkies aus Mexiko, der ja recht rein ist, mit eurer Gangart bzw tauben Gestein mischen. Dann liegt ihr näher an eurem Erz. Gangmaterial sollte sich ja auftreiben lassen.

Gruss,
Stefan

[Pöhlberger]

Hallo Stefan,

wir werden mit Tiegel arbeiten und uns aus Schamottesteinen einen Ofen bauen. Für das Rösten will ich ein Röstbett vobereiten, wie es in Siena eingesetzt wurde. Zum Rösten soll Holzkohle verwendet werden, zum Schmelzen dann Koks.
Den mexikanischen Kupferkies für den ersten Test mit unserem Gangmaterial zu mischen, ist sicher eine gute Idee und unproblematisch umzusetzen.
Vielleicht lässt sich auch ein anderes Erz organisieren, mal sehen... wir haben auch noch bissel Armerz von uns da, was wir beifügen könnten.

Glück Auf!
Uwe

[Haverlahwiese]

Das Rösten würde ich tatsächlich auch im Tiegel durchführen ohne irgendwelche Zuschläge und von oben Luft draufblasen. Das Material ist "totgeröstet", wenn es nicht mehr nach Schwefeldioxid riecht.

Beim Schmelzen auf Schwarzkupfer sollte bei Kohlenstoffüberschuss (30% Koks) kein Kupfer aufoxidiert werden. Mit Eisenstein und Sand eine fayalithische Schlacke einzustellen, ist schwierig, wenn man die Zusammensetzung der Gangart nicht kennt. Von daher sollte Mogeln mit Soda oder Borax erlaubt sein.

[Stefan_O]

"...kein Kupfer aufoxidiert werden" Ja, sollte. Hat in Siena aber nicht geklappt. Von daher könnte man das gleich umgehen und Reduktionsmittel und Heizung voneinander trennen. Ich rate mal und ersetze "zu hohe Temperatur" durch "zuviel Sauerstoff", zumal sie ja selbst sagen, dass sie zuviel Luft eingeblasen haben.

Nach wie vor würde ich die Finger von Borax/Soda lassen. Selbst das Kupfersulfid verschwindet damit in der Schlacke. Bei reichlich experimentellen Glasurtests dient Eisenoxid als Flussmittel und senkt den Schmelzpunkt der Glasur drastisch. Fayalit ist das Ziel, muss aber nicht unbedingt sein. Ein weiteres Flussmittel ist nicht notwendig. Wichtig ist, dass alle Bestandteile fein gemahlen sind, allein das reduziert den Schmelzpunkt bereits.

Fürs Rösten wäre das Mahlen auch ein Punkt, das Material sollte möglichst gleichmässig gross sein. "Totrösten" ist eigentlich nicht das Ziel, sonst landet das Kupfer bereits im Ansatz in der Schlacke. Hier vielleicht mal das Schema, was mir im Kopf herumgeistert, damit wir alle vom selben reden:

a) Rösten -> Umwandlung Eisensulfide in Eisenoxide, Kupfer bleibt als Sulfid
b) 1. Schmelzen -> Entfernung vom Eisen als Schlacke
c) Rösten -> Umwandlung Kupfersulfid zu Kupferoxid
d) 2. Schmelzen -> Reduktion Kupferoxid zu Kupfer

Theoretisch liesse sich das in einem Durchgang erledigen, wird aber sehr schwer zu kontrollieren sein.

Gruss,
Stefan

[Pöhlberger]

Wir bekommen nun 10kg reinen Chalkopyrit aus Mexico, den wir wie empfohlen mit etwas Gangmasse aus unserer Grube mischen werden.
Damit können wir erst mal bissel probieren, bevor unser geringer "Eigenerzvorrat" angegriffen werden muss. Von dem mexikanischen Zeug können wir auch noch nachbestellen...
Im Oktober soll der Versuch starten

Glück Auf!
Uwe

[Stefan_O]

Klasse! Ich hoffe, ihr könnt alle Details eurer Versuche mit Beschreibungen, Fotos und Videos dokumentieren. Ich bin sehr gespannt, was dabei herauskommt.

Cheers,
Stefan

[Pöhlberger]

Fotoapparat und Videokamera stehen mit auf meiner Liste
Mit Thomas 44 haben wir erfahrene Unterstützung bekommen, da er selbst (siehe Seite 1 des Themas) schon viel praktische Erfahrung mit dem Schmelzen hat.
Allerdings mit dem reinen Schmelzen und Gießen, nicht mit der Verhüttung von Erz. Also ist dieser Abschnitt auch für ihn etwas neues.
Von ihm kam auch der Vorschlag, vor dem richtigen Versuch erst mal durch Schmelzen von etwas Kupferschrott den Ofen zu testen. Das werden wir also tun...

Glück Auf!
Uwe

[Stefan_O]

Hi Uwe,

habt ihr die Möglichkeit, die Temperatur im Tiegel bzw im Ofen zu messen? Im Keramikbedarfs gibts vergleichsweise "günstige" Schätzeisen (z.B. http://shop.lehmhuus.ch/index.php?page= ... &info=4074). Schmelzversuch auf Kupfer ist eine gute Idee, bitte bedenkt aber, das Kupferschrott oftmals aus Legierungen und nicht aus reinem Kupfer besteht, mit unterschiedlichem Schmelzpunkt.

Gruss,
Stefan

[Pöhlberger]

Hallo Stefan,

an die Temperaturmessung haben wir gedacht, da kriegen wir schon Unterstützung. Aber trotzdem danke für den Link.
Reinen Kupferschrott ohne Legierung wird man sicher nicht bekommen können und du hast recht, dass legiertes Metall natürlich dann einen anderen Schmelzpunkt hat und nicht 100%ig als Vergleich dienen kann. Soll auch nur als grober Richtwert sein...

Glück Auf!
Uwe

[Transylvaner]

Hallo Stefan,

Reinen Kupferschrott ohne Legierung wird man sicher nicht bekommen können und du hast recht, dass legiertes Metall natürlich dann einen anderen Schmelzpunkt hat und nicht 100%ig als Vergleich dienen kann.
Uwe

Sorry wenn ich da auch meinen Senf dazugeben will:
Soweit ich weiß ist Elektrokupfer doch sehr rein (mind. 99%)
vielleicht fängst Du damit ja was an

[thomas44]

n'Abend zusammen,

Trinkwasser-Kupferrohre bestehen aus ziemlich reinem Kupfer (>99%).
Ich würde sicherheitshalber mal ein paar kg davon mitbringen. Ein Kumpel von mir baut Heizungen, der unterstützt mich bezüglich des Rohmaterials immer mit Rohr-Schrott.
Die Reste von Lötverbindungen (bei Trinkwasserleitungen größtenteils aus Zinn) könnte man vorher absägen, um möglichst reines Kupfer zu erhalten und Verunreinigungen durch das Zinn zu vermeiden.

Bezüglich alter Elektrokabel wurde mir schon mehrfach zu Vorsicht geraten: sie sollen auch Cadmium enthalten, was mehr gesundheitlich, als für die Schmelze ein Problem ist. Ich verwende daher keine. Wenn man das ganze draußen und nur gelegentlich in Kleinmengen macht, wäre es aber vermutlich auch kein ernstes Problem...

Viele Grüße
Thomas

[Pöhlberger]

Bau unseres Schmelzofen´s:
Der aus Schamottesteinen bestehende Kern des Ofen´s ist fertig. Darum soll noch eine äußere Hülle gemauert werden, um dem Ganzen mehr Stabilität zu verleihen. Auch Tür und Schornstein fehlen noch... Der untere Teil des Ofen´s ist schon vorn außen mit Steinen und Lehm angeböscht, der Brennraum reicht unter der Tür also noch 15cm tiefer. Auf dem Bild sind links und rechts die seitlichen Öffnungen für die Luftzufuhr nicht zu sehen. Obwohl nur etwa 4x8cm groß, reichte beim ersten Befeuerungstest der natürliche Luftzug (bei mäßigem Wind, aber aus der richtigen Richtung) durch eine Öffnung aus, um die Holzkohle gut anzufachen. Auch ohne Schornstein und Tür zog schon der Rauch gut nach oben ab. Die Türöffnung misst etwa 18x22cm, soll mit einer Schamotteplatte verschlossen werden.
Der Ofen ist nun etwa einen halben Meter hoch und hat einen Innenraum von etwa 20x25cm Grundfläche und etwa 40cm Höhe, verjüngt sich dann nach oben auf 10x10cm zum geplanten Schornstein.
Am Wochenende will ich weiter dran arbeiten, bin aber mit dem ersten Befeuerungstest schon sehr zufrieden.

Glück Auf!
Uwe

[thomas44]

Sieht gut aus.

Noch einen richtigen "Schornstein" obendrauf, dann zieht der wahrscheinlich sogar ohne zusätzliches Gebläse ganz ordentlich.

Glück auf!
Thomas