1. Niklas Schramm & Krystian Wieczorek
Was ist Kupfer?
Das Element - Der Werkstoff
Kupfer in der Natur
Reinstoff - Kupfererze - Vorkommen
Geschichtliches
Entwicklung - Verarbeitung - Verwendung
Gewinnung
Bergbau - Aufbereitung - Verhüttung
Legierungen
Arten - Eigenschaften - Aussehen
Verwendung von Kupfer
Bereiche
Wirtschaft
Förderung - Preisentwicklung

3. Das Element
- chemisches Element des Periodensystems
- Elementsymbol Cu
- Ordnungszahl 29
- rel. Atommasse 63,546
- resistent gegen nichtoxidierende Säuren, z.B. Salzsäure
- hemmt die Bakterienvermehrung auf Oberflächen
http://us.cdn2.123rf.com/ - römisch: „aes cyprium“ (Erz von der Insel Zypern)
=> lat.: „cuprum“ => deutsch: Kupfer

4. Der Werkstoff
- weiches Metall
- gut formbar
- zäh
- Schmelzpunkt: 1083,4 C
- Siedepunkt: 2567 C
- elektr. Leitfähigkeit: 56 m/Ω*mm²
- bester elektr. Leiter nach Silber (66 m/Ω*mm² )
- Wärmeleitfähigkeit: 401 W/m*K (Reinstoff)
240…380 W/m*K (Handelsware )
http://www.sbz-online.de - bester Wärmeleiter nach Silber (430 W/m*K)
- Dichte: 8,94 g/cm³
- als schwach reaktives Schwermetall,
gehört es zu den Edelmetallen
- gehört zur Gruppe der Münzmetalle

6. Reinstoff
- Massenanteil in der Erdhülle 0,006%
- gediegen Kupfer (in elementarer Form)
ist in der Natur nur sehr selten zu finden
- Farbe: rot bis lachsrosa, metallisch
http://www.payer.de/
- Kupfererze kommen häufiger vor
- es gibt über 630 bekannte Mineralarten
www.emser-mineralientage.de http://www5.rz.rub.de/ http://www.payer.de/ http://www.uni-leipzig.de/ http://geologie.vsb.cz

7. Kupfererze
Die wichtigsten Kupfererze sind:
Kupferkies Chalkopryt, CuFeS2
- eines der häufigsten Kupfererze
- Kupfergehalt bis zu 35 %
- weltweitverbreitet zu finden
- Farbe: gold, metallisch
- findet Verwendung in Solarzellen
http://de.wikipedia.org/
Kupferglanz/-glas Chalkosin, Cu2S
- profitabelstes Kupfererz
- Kupfergehalt bis 80 %
- Farbe: grau bis schwarz, glänzend
http://de.wikipedia.org/

8. Kupfererze
Buntkupferkies Bornit, Cu5FeS4
- Kupfergehalt bis zu 63 %
- verbreitet zu finden
- Farbe: bronze- bis kupferfarbig
- verwittert schnell
http://de.wikipedia.org/
Malachit Cu2[(OH)2CO3]
- giftige Eigenschaften
- Kupfergehalt bis 57 %
- Farbe: blass bis dunkelgrün
- häufige Verwendung als Schmuckstein
- Verwendung als Pigment für Ölmalerei
http://de.wikipedia.org/

9. Kupfererze
Rotkupfererz Cuprit, Cu2O
- Kupfergehalt bis zu 88 %
- weitverbreitet zu finden, aber nicht in
wirtschaftlich abbaubaren Mengen
- Verwendung als Schmuckstein
http://de.wikipedia.org/
Azurit Cu3(CO3)2(OH)2 O3]
- spielt keine wirtschaftliche Rolle
- empfindlich und porös
- findet Verwendung als Schmuckstein
- Verwendung als Pigment für Ölmalerei
http://de.wikipedia.org/

10. Vorkommen
- bekannte Kupferreserven: ca. 500 Millionen Tonnen
- wirtschaftlich abbaubar: ca. 300 Millionen Tonnen
- auf Grund seiner Wiederverwertbarkeit: unendlicher Rohstoff

11. Vorkommen
- bekannte Kupferreserven: ca. 500 Millionen Tonnen
- wirtschaftlich abbaubar: ca. 300 Millionen Tonnen
- auf Grund seiner Wiederverwertbarkeit: unendlicher Rohstoff
Chile 20%

12. Vorkommen
- bekannte Kupferreserven: ca. 500 Millionen Tonnen
- wirtschaftlich abbaubar: ca. 300 Millionen Tonnen
- auf Grund seiner Wiederverwertbarkeit: unendlicher Rohstoff
USA 19%
Chile 20%

13. Vorkommen
- bekannte Kupferreserven: ca. 500 Millionen Tonnen
- wirtschaftlich abbaubar: ca. 300 Millionen Tonnen
- auf Grund seiner Wiederverwertbarkeit: unendlicher Rohstoff
USA 19%
Afrika 17%
Simbabwe
Kongo
Chile 20%

14. Vorkommen
- bekannte Kupferreserven: ca. 500 Millionen Tonnen
- wirtschaftlich abbaubar: ca. 300 Millionen Tonnen
- auf Grund seiner Wiederverwertbarkeit: unendlicher Rohstoff
Kanada
USA 19%
Afrika 17%
Simbabwe
Kongo
Chile 20%

15. Vorkommen
- bekannte Kupferreserven: ca. 500 Millionen Tonnen
- wirtschaftlich abbaubar: ca. 300 Millionen Tonnen
- auf Grund seiner Wiederverwertbarkeit: unendlicher Rohstoff
Kanada Russland
USA 19%
Afrika 17%
Simbabwe
Kongo
Chile 20%

16. Vorkommen
- bekannte Kupferreserven: ca. 500 Millionen Tonnen
- wirtschaftlich abbaubar: ca. 300 Millionen Tonnen
- auf Grund seiner Wiederverwertbarkeit: unendlicher Rohstoff
Kanada Russland
Polen
USA 19%
Afrika 17%
Simbabwe
Kongo
Chile 20%

18. Kupfer ist das erste, vom Menschen, verarbeitete Metall
9.000 vor Chr. JUNGSTEINZEIT
Bereits vor über 10.000 Jahren verwendete der Mensch Kupfer.
Durch bloßes Hämmern formte er gediegen Kupfer zu Kleinwerkzeugen,
wie zum Beispiel Töpfe oder Schmuck
Die Kupfersteinzeit begann.
www.Wikipedia.de
9000 v. Chr.
Erste Verwendung von Kupfer

19. 4.500 vor Chr. KUPFERZEIT
Durch neue Technologien (Blasrohre mit Tonende) brachte man
Feuerstellen auf Temperaturen, bei denen Kupfer schmilzt.
Das führte dazu, dass Gegenstände wie Beile, Äxte und Klingen
gegossen werden konnten.
Archäologische Funde aus
dem Grab von Varna
4500 v. Chr.
www.spiegel.de
Erstes Kupferschmelzen
Kupferbeil von Ötzi
(galt als Statussymbol) (Kupfergehalt 99,7 %)
9000 v. Chr.
Erste Verwendung von Kupfer www.Iceman.it

20. 3.000 -1.200 BRONZEZEIT
v. Chr.
Die ersten Kupfermassenproduktionsstätten entstanden.
Alle großen Zivilisationen arbeiteten mit Kupfer.
Der Mensch begann Metalle zu vermischen und schuf erste Legierungen.
Eine der Legierungen gab einer ganzen Epoche seinen Namen,
der BRONZEZEIT
Wasserleitungsrohr um 2500 v. Chr. Himmelsscheibe von Nebra
1200 v. Chr.
Ende der Bronzezeit
3000 v. Chr.
Beginn der Bronzezeit
4500 v. Chr.
Erstes Kupferschmelzen
www.kupfer-institut.de
9000 v. Chr. um 1800 v. Chr.
www.wikipedia.de
Erste Verwendung von Kupfer

21. 1.200 - 500 EISENZEIT
v. Chr.
Die Menschen verwendeten immer häufiger das weitverbreitete Eisen.
Härtere und bessere Waffen ließen sich herstellen.
Kupfer wurde auf den zweiten Platz verdrängt.
500 v. Chr.
Ende der Eisenzeit
1200 v. Chr.
Ende der Bronzezeit
Beginn der Eisenzeit
3000 v. Chr.
Beginn der Bronzezeit
4500 v. Chr. http://www.ludenhausen.de/
Erstes Kupferschmelzen
http://www.pp-mittelalter-shop.co
9000 v. Chr.
Erste Verwendung von Kupfer

22. heute NEUZEIT
Dank seiner vielfältig nutzbaren Materialeigenschaften ist Kupfer
2012 heute eines der wichtigsten Gebrauchsmetalle.
Auch seine Funktion als Spurenelement für unseren Körper,
macht es uns unmöglich auf Kupfer zu verzichten
500 v. Chr.
Ende der Eisenzeit
1200 v. Chr.
Ende der Bronzezeit
Beginn der Eisenzeit
3000 v. Chr.
Beginn der Bronzezeit
4500 v. Chr.
Erstes Kupferschmelzen
9000 v. Chr.
Erste Verwendung von Kupfer http://www.digicomm.de

24. Vom Roherz zum Produkt
Die Gewinnung von Kupfer kann in drei Stufen unterteilt werden
Aufbereitung/
Bergbau Verhüttung
Laugung

25. Bergbau
Kupferabbau erfolgt, je nach geologischen und wirtschaftlichen
Aspekten, im Tagebau (70%) oder im Tiefbau (30%).
Größter Kupfertagebau der Welt:
Chuquicamata (Chile)
-Abbau erfolgt oberflächennah
http://www.geo-reisecommunity.de
Abbauverfahren im Tiefbau:
Blockbruchbau,
Kammerbau,
Weitungsbau,
Firstenstoßbau,
“In-Situ“ Laugung
http://media3.news.ch/news/

26. Aufbereitung/
Laugung
Die abgebauten Erze haben einen Kupfergehalt von 0,3 – 2 %
Diese werden durch Erzbrecher zerkleinert und zu Pulver gemahlen.
Dabei trennt sich der größte Teil des „tauben“ Begleitgesteins.
Bei oxidischen Kupfererzen: Bei sulfidische Kupfererze
Das zerkleinerte Erz wird in großen Die Erzanreicherung zu Kupferkonzentraten
Tanks mit Schwefelsäure behandelt erfolgt durch die Schwimmaufbereitung
und das Kupfer wird heraus gelaugt. (Flotation)
Aus dieser Kupferlösung wird
mit Hilfe der Elektrolyse Kupfer abgeschieden
http://www.geodz.com

27. Verhüttung
Kupfererze und sulfidische Kupferkonzentrate werden in
Schmelzöfen eingebracht, um das Kupfer von
anderen Materialien zu trennen

29. Allgemeines
Legierungen sind Gemische aus
mindestens zwei Elementen
Durch das Mischen von Kupfer und
anderer Stoffe lassen sich die
unterschiedlichsten Eigenschaften
verändern.
www.schlenk.de

30. Die Mischung macht‘s!
Bronze
- Mischung aus Kupfer (Cu) und Zinn (Sn)
- man unterscheidet zwischen Knet- und Gusslegierung
- Knetlegierungen: bis zu 8,5 % Zinnanteil
- Gusslegierungen: 9 - 12 % Zinnanteil
- Glockenbronze: ab 20 % Zinnanteil
Eigenschaften: www.recyswiss.ch
- Steigender Zinngehalt führt zu höherer Festigkeit und Härte,
Elektrische Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit sinken
- sehr korrosionsbeständig, verschleißfest und meerwasserbeständig
- gute Feder- und Gleiteigenschaften

31. Die Mischung macht‘s!
Bronze Verwendungsbereiche:
Getriebe und Pumpen
http://img.nautiexpo.de http://media3.news.ch/news/
Gleitlager und hochbeanspruchte Zahnräder
http://www.gleitlager.ch http://www.whb-verzahnungstechnik.de

32. Die Mischung macht‘s!
Bronze Verwendungsbereiche:
Federn und Schrauben
http://www.jakspeed-racing.de http://comps.canstockphoto.com/
Bolzen und Muttern
http://www.boehlergmbh.de/ http://image.made-in-china.com

33. Die Mischung macht‘s!
Bronze Verwendungsbereiche:
Rohre und Behälter
http://ua.all.biz/img/ua/catalog/ http://www.nzz.ch/
Steckverbindungen in der Elektronik
http://www.gleitlager.ch http://www.yourhifi.de/media

34. Die Mischung macht‘s!
Bronze Verwendungsbereiche:
Kunsthandwerk und bildende Kunst
http://www.bronze-shop.com http://www.stadt-muenchen.net
Das Farbspektrum von Bronze ist breit gefächert.
- Niedriger Zinngehalt: lachsrot
- Mit steigendem Zinngehalt: braun-rot bis rötlich
mit grünlich-gelben Schattierungen

35. Die Mischung macht‘s!
Messing
- Mischung aus Kupfer (Cu) und Zink (Zn)
- Zinkanteil: 5 – 45 %
- größerer Zinkanteil macht Messing spröde
- meistverwendetes Messing hat 37 % Zink
- bei Recycling: kein Qualitätsverlust
Eigenschaften: http://www.nord-schrott.de
- je nach Legierung: hart oder weich und starr oder dehnbar
- ausgezeichneter Wärmeleiter
- Bei steigendem Zinkgehalt erhöht sich die elektrische Leitfähigkeit enorm
- sehr korrosionsbeständig, verschleißarm
- sehr hygienisch, da sich Bakterien auf der Oberfläche nicht vermehren können

36. Die Mischung macht‘s!
Messing Verwendungsbereiche:
Türgriffe und Handläufe an Treppengeländern
http://www.ahb-griffe.de/ http://www.bartheken.com
Armaturen von sanitären Anlagen
http://www.baulinks.de/ http://www.ohriginell.com/

37. Die Mischung macht‘s!
Messing Verwendungsbereiche:
Lampen und Leuchten
http://www.lilianshouse.de http://www.casa-moro.de/
Zahnrädchen, Federn und Schrauben im Inneren von Uhrwerken
http://images.colourbox.com/ http://www.f1online.de/

38. Die Mischung macht‘s!
Messing Verwendungsbereiche:
Schmuck- und Kunstgegenstände
http://db3.stb.s-msn.com http://picture.yatego.com
Beschläge und Scharniere
http://minimundus.de/ http://cdn6.fotosearch.com/

39. Die Mischung macht‘s!
Messing Verwendungsbereiche:
Musikinstrumente
http://www.fasch.eu/ http://image.made-in-china.com/
Die Farbe von Messing wird durch den Zinkgehalt bestimmt.
- Zinkgehalt < 20 %: bräunlich bis bräunlich-rot
- Zinkgehalt > 36 %: hellgelb bis weißgelb

40. Die Mischung macht‘s!
Aluminiumbronze
- Mischung aus Kupfer (Cu) und Aluminium (Al)
- Aluminiumgehalt zwischen 9 – 14 %
- weitere Legierungselemente:
- Eisen
- Mangan
- Nickel
Eigenschaften: http://www.brass-copper-castings.com
-verschleißfest
- beständig gegen: Korrosion, Verzunderung und Erosion

41. Die Mischung macht‘s!
Aluminiumbronze Verwendungsbereiche:
Schiffspropeller
http://d1.stern.de/ http://www.varifold.de/
Gleitelemente, Lager und Wellen
http://www.bornebusch.de/ http://www.alteisentreiber.de

42. Die Mischung macht‘s!
Aluminiumbronze Verwendungsbereiche:
Muttern und Bolzen
http://www.schrauben-heidig.de http://img1.cdn.tradejob.ne
Schnecken, Zahnräder und Bohrer
http://img.directindustry.de/ http://pe4.hmcdn.de/media

43. Die Mischung macht‘s!
Neusilber
- Mischung aus:
47 – 64 % Kupfer(Cu)
10 – 25 % Nickel (Ni)
15 – 42 % Zink (Zn)
- silber-weiß glänzend
http://www.testedich.de
Eigenschaften:
-Nickelanteil macht die Legierung härter und
korrosionsbeständiger

44. Die Mischung macht‘s!
Neusilber Verwendungsbereiche:
Essbestecke
http://www.hausundheim.net http://upload.wikimedia.org
feinmechanische, elektrische und medizinische Geräte
http://www.efbe-airbrush.de/ http://www.efbe-airbrush.de

45. Die Mischung macht‘s!
Neusilber Verwendungsbereiche:
Schmuck und Musikinstrumente
http://img1.zkauf.de/ https://www.music-station.eu
Federn und Steckverbindungen in der Elektrotechnik
http://www.efbe-airbrush.de/ http://www.draeger.com

46. Die Mischung macht‘s!
Nordisches Gold
- Mischung aus:
89 % Kupfer (Cu)
5 % Aluminium (Al)
5 % Zink (Zn)
1 % Zinn (Sn)
- Ursprünglich entwickelt für die
10-Kronen-Münze Schwedens
- heute ist es die Legierung
der 50, 20, und 10 Eurocent Münze
http://www.reppa.de/

48. Anwendungsbereiche
Kupfer findet in vielen Bereichen seine Anwendung
http://www.kupfer.de

49. in der Elektroindustrie
Leiter, Drähte und Kabel
http://us.123rf.com http://mobil.wochenblatt.de
Steckverbindung und Chips
http://www.stereo.de/ http://shop.aquacomputer.de

50. Bauwesen
Rohre und Leitungen
http://www.ikz.de http://web.berner.de
Dachdeckung und Entwässerung
http://www.dachdecker-wawrzik.de http://www.rug.de

52. Förderung und Nachfrage
Kupfer wird auf der ganzen Welt gefördert.
Die größten Förderländer sind Chile (5,4 Mio. Tonnen), USA (1,2 Mio. Tonnen),
Peru (1 Mio. Tonnen) und Indonesien (0,9 Mio. Tonnen)
Kupfernachfrage:
Asien 9,2 Mio. Tonnen,
Europa 4,1 Mio. Tonnen und
Nordamerika 2.7 Mio. Tonnen

53. Preisentwicklung
Der aktuelle Kupferpreis pro Kilogramm beträgt 6,24 €,
mit steigender Tendenz
Der Kupferpreis hängt von der Produktionsmenge und Nachfrage ab.

54. Vielen Dank
- www.Kupferinstitut.de
- www.wikipedia.de
- www.Kupfer.de
- www.wissenschaft-online.de
- www.copper.org
- www.Finanzen.net
- www.ceag.de
- DAS INTERNET
http://alxa.ru