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Elektroschrott – in einer Kupferhütte

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Team Wissensdurst
Elektroschrott – in einer Kupferhütte
lernst du in der Unterstufe 3. Klasse - 4. Klasse

Grundlagen zum Thema Elektroschrott – in einer Kupferhütte

Inhalt

Wie funktioniert Kupferrecycling?

Jedes Jahr kommen neue Handymodelle auf den Markt. Obwohl das alte Smartphone noch funktioniert, denken viele bereits über das neueste Modell nach. Doch was passiert eigentlich mit den alten Handys, die keiner mehr braucht? Welche Materialien sind in einem Smartphone verbaut?

In diesen Geräten befindet sich eine kleine Schatzkammer gefüllt mit Gold, Silber und Kupfer. Alle diese Metalle sind viel zu schade zum Wegwerfen und sollten deshalb möglichst recycelt werden. Aber kann man Gold, Silber und Kupfer recyceln?

Was ist eine Kupferhütte und wie wird Kupfer recycelt? Fragen rund um die Kupferhütte, die man früher auch Kupfermühle nannte, weil sie mit Wasserkraft betrieben wurde, werden dir in diesem Lerntext zur Kupferhütte einfach erklärt.

Was geschieht in einer Kupferhütte?

Warum recycelt man Kupfer? Bei Gold und Silber ist das klar. Dabei handelt es sich um wertvolle Edelmetalle, die selten sind und teuer gehandelt werden. Kupfer dagegen ist eines der weitverbreitetsten Materialien in unserem täglichen Umfeld weltweit. Aufgrund seiner guten elektrischen und thermischen Leitfähigkeit kommt es in fast jedem Elektrogerät zum Einsatz. Kupfer rostet nicht, ist einfach zu bearbeiten und zu 100 % recycelbar. Ein Multitalent unter den Metallen, das aufgrund seines hohen Verbrauchs und seiner hervorragenden Eigenschaften recycelt werden sollte.

Doch nun zur Erklärung der Kupferhütte: In einer Kupferhütte wird entweder Kupfer aus kupferhaltigem Gestein gewonnen oder aus Elektroschrott recycelt. Wie dieses Recycling von Elektroschrott am Beispiel von Platinen funktioniert und wie man das Kupfer daraus gewinnt, zeigen dir die folgenden Arbeitsschritte:

1. Schritt: Zerkleinern der Platinen

Im ersten Schritt des Kupferrecyclings werden die Platinen fein geschreddert, sodass eine Art Konfetti entsteht. Platinen sind Leiterkarten für die mechanischen Befestigungen von Kabeln und dienen zum Verbau von elektrischen Verbindungen. Nahezu jedes Elektrogerät besitzt mindestens eine Platine.

2. Schritt: Einschmelzen und Raffinieren der Platinen

Um die Metalle wie Kupfer, Gold oder Silber voneinander zu trennen, müssen die Platinenstückchen eingeschmolzen werden. In mehreren Stufen werden einzelne Bestandteile der Schmelze herausgelöst. Das Trennen der Rohstoffe nennt man Raffination. Hierbei entstehen zunächst Begleitprodukte, die von der Metallschmelze abgesondert werden. Was danach übrig bleibt, wird noch glühend heiß in große Formen zu Platten, den sogenannten Anoden, gegossen. Auf dem folgenden Bild kannst du diesen Vorgang sehen:

Kupferanoden

3. Schritt: elektrolytische Raffination mit Schwefelsäure

Die heißen Anoden kühlen in kaltem Wasser ab. Danach werden sie mithilfe eines Krans in Becken mit Schwefelsäure gesetzt. Zwischen die Anoden kommt jeweils eine dünne Edelstahlplatte. Nun wird Strom in die Becken geleitet und es kommt zur elektrolytischen Raffination. Noch immer befinden sich in den Anoden mehrere Metalle. Diese werden durch die Schwefelsäure in Verbindung mit dem Strom voneinander getrennt, indem sich die Kupferpartikel aus der Anode lösen und an den Stahlplatten ablagern. Dieses sogenannte Elektrolytkupfer ist nahezu reines Kupfer.

Übrig bleibt ein Anodenschlamm am Boden der Becken, doch dieser Schlamm hat es in sich. Hierin befinden sich das Gold und Silber. In einem ähnlichen Verfahren werden aus dem getrockneten und geschmolzenen Anodenschlamm nacheinander Gold und Silber herausgeholt.

4. Schritt: Trennung von den Stahlplatten

In einem letzten Schritt müssen die Kupferpartikel nur noch von den Trägerplatten aus Edelstahl abgeschlagen werden. Das recycelte Kupfer kann nun für neue Produktionen eingesetzt werden, beispielsweise als Material für diverse Elektrogeräte, neue Platinen, Drähte und vieles mehr.

Das Recycling lohnt sich: Aus einem großen Container Platinen werden im Durchschnitt drei Tonnen Kupfer, drei Kilogramm Gold und zehn Kilogramm Silber gewonnen. Einer der größten Kupferrecycler der Welt befindet sich übrigens in Deutschland im Hamburger Hafengebiet.

Informationen zu Kupfer und zu weiteren Metallen

In der folgenden Tabelle findest du weitere Videos zu Metallen:

Kupfer Kupfer
Metalle allgemein Metalle – Einführung
Metalle – Gewinnung Gewinnung von Metallen aus Erzen
Metalle – Verwendung Verwendung von Metallen
Edelmetall Gold Gold
Edelmetall Silber Silber

Möchtest du dein Wissen testen und vertiefen, dann schau dir gerne auch die Arbeitsblätter und Übungen zur Kupferhütte an.

Transkript Elektroschrott – in einer Kupferhütte

In der größten Kupfer-Recycling-Hütte der Welt gewinnt man aus Schrott reines Kupfer zurück. Und in einer Ecke des riesigen Geländes hat der LKW den Platinenschrott aus Baden-Württemberg abgeladen. Mit auf der Schippe auch die Platine von Marias kaputtem Handy. In der Firma freut man sich über die Platinen, schließlich enthalten sie außer Kupfer auch noch Gold und Silber. In vierzig Mobiltelefonen steckt so viel Gold wie in einer Tonne Erz aus einer Goldmine. Weiter geht es zum Schreddern. Die Anlage macht aus dem Platinenschrott Konfetti. Aber was anschließend hinten rauskommt hat es in sich. 15 Tonnen Material passen in jeden Container. "Wenn der Container voll ist, dann haben wir hier so circa drei Tonnen Kupfer drin und zwei, drei Kilo Gold und um die zehn Kilo Silber." Eine echte Schatzkiste also. Aber so einfach kommt man an diese Schätze nicht heran. Die Platinen Schnitzel enthalten immer noch viele verschiedene Metalle. Um die voneinander zu trennen, wird der Platinenschrott eingeschmolzen und in mehreren Stufen immer weiter raffiniert. Dabei entstehen zunächst Begleitprodukte, Eisensilikatsand und Zinn-Blei-Legierungen. Die Abscheidung passiert unter Zugabe von Reduktionsmitteln, wie zum Beispiel Eisen. Was danach noch übrig bleibt, wird heiß und glühend in solche Formen gegossen. Auf einer Seite haben die Platten eine Art Ohren, an denen man sie aufhängen kann. Zuerst müssen die Platten in kaltem Wasser abkühlen. Anschließend taucht man sie in Becken mit Schwefelsäurelösung. Zusammen mit Strom passiert hier die elektrolytische Raffination. Mithilfe eines Krans werden die Platten mit den Ohren in die Becken gesetzt. In den drei Zentimeter dicken Platten, den sogenannten Anoden, stecken immer noch verschiedenste Metalle. Um das reine Kupfer herauszubekommen, werden im nächsten Schritt zwischen die Platten mit den Ohren jeweils dünne Edelstahlplatten gesetzt, immer abwechselnd, Platte mit den Ohren dran, dazwischen eine Stahlplatte, Platte mit den Ohren und so weiter. Sieben Tage später haben die schwefelsaure Lösung und der Strom dafür gesorgt, dass sich die Kupferpartikel an den Stahlplatten abgelagert haben. Das sogenannte Elektrolyt-Kupfer ist nahezu reines Kupfer. Aber wo ist denn nun das Gold geblieben und das Silber? Das steckt immer noch in dem Becken, in dem grau-schwarzen Sand da unten. "Das ist, was dann übrig bleibt, der Anodenschlamm, sieht erstmal nach nichts aus, ist aber sehr inhaltsvoll. Das heißt, hier befinden sich die aufkonzentrierten Edelmetalle, als das da seien Silber und eben auch das Gold. Das ist also ein 12,5-Kilo-Barren, so wie er dann letztendlich handelsüblich an der Börse oder für die Industrie weiterverkauft wird und dort weiter verwertet wird." 12,5 Kilo Gold, das ist so viel Wert wie ein Haus. In einem ganz ähnlichen, nass-chemischen Verfahren werden später nacheinander Gold und Silber aus dem getrockneten und geschmolzenen Anodenschlamm geholt. Die Kupferplatten müssen noch von den Stahlblechen, an denen sich die Kupferpartikel auf beiden Seiten angelagert haben, abgeschlagen werden. Das vorläufige Endprodukt ist fast reines Rohkupfer. Gute zwei Tonnen wiegt jeder dieser Stapel. "Derzeitiger Wert bei einem Gewicht so von zwei, zweieinhalb Tonnen sind rund zehn-, fünfzehntausend Euro, das ist also immer sehr stark schwankend und abhängig eben vom Weltmarkt. Aus diesem Material werden dann in weiteren Prozessen Endprodukte gewonnen, das heißt es geht in die Drahtherstellung, es werden Bleche daraus produziert, all das, was nachher letztendlich der Verbraucher benötigt."

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