Jalostusketju

Kuparin raaka-ainetta, malmia, louhitaan avolouhoksista tai maanalaisista kaivoksista. Malmi, joka sisältää noin 0,3-3 % kuparia, murskataan ja jauhetaan, ja siitä erotetaan arvomineraalit rikastamalla. Kuparin lisäksi malmit sisältävät esimerkiksi jalometalleja, kultaa ja hopeaa, sekä molybdeeniä, seleeniä, kobolttia ja nikkeliä. Jäljelle jäänyt arvoton sivukivi ja rikastushiekka palautetaan kaivokseen tai maisemoidaan kaivoksen lähistölle.

Liekkisulatusmenetelmä mullisti kuparin jalostuksen

Kuparirikaste, joka sisältää noin 25-35 % kuparia, sulatetaan pohjoismaissa Bolidenin tehtailla pääosin Outokummun kehittämällä liekkisulatusmenetelmällä. Menetelmä on muodostunut globaaliksi menestystarinaksi ympäristönsuojelu- ja energiatehokkuusansioidensa johdosta. Liekkisulatusmenetelmässä prosessin vaatima energia saadaan rikasteen reaktiolämmöstä. Mineraalien sisältämät rikki ja rauta hapetetaan happi-ilmaseoksella, jolloin vapautuu lämpöä, joka riittää rikasteen sulatukseen kuparikiveksi. Prosessikaasujen lämpö otetaan talteen höyrykattilassa ja syntyvää höyryä käytetään tehtaalla esimerkiksi rikasteen kuivaukseen ja sähkön tuottamiseen. Rikkidioksidipitoisesta kaasusta valmistetaan rikkihappoa. Myös rikkihapon valmistuksessa vapautuu lämpöä, jota käytetään kaukolämpönä. Liekkisulatuksen jälkeen kuparikivi vielä konvertoidaan puhaltamalla siihen happirikastettua ilmaa, jolloin loppu rauta ja rikki hapettuvat ja muodostavat lisätyn hiekan kanssa kuonaa. Konvertoinnin jälkeen raakakupari pelkistetään ja raffinoidaan anodiuunissa, ja lopuksi valetaan anodeiksi.

Sivutuotteet käyttöön

Harjavallassa Suomessa ja Rönskärissä Ruotsissa olevien Bolidenin sulattojen päästöt tuotettua tonnia kohti ovat maailman pienimpien joukossa. Päästöt ovat pienentyneet jatkuvasti, vaikka tuotantomäärät ovat kasvaneet. Sulaton kuonaa hyödynnetään esimerkiksi tienrakennuksessa ja hyödyntämätön osa maisemoidaan sulaton lähelle.

Sulaton tuote, anodit, puhdistetaan elektrolyysissä puhtaaksi kupariksi. Samalla saadaan talteen sivutuotemetallit; kulta, hopea, platina-palladiumseos sekä seleeni. Muita sivutuotteita ovat kuparitelluridisakka, nikkeli- ja kuparisulfaatti. Kuparin valmistus- ja puhdistusprosessille on tyypillistä, että kaikki arvokkaat aineet jalostetaan tuotteiksi. Mahdollisimman hyvän arvoaineiden talteen saannin saavuttamiseksi monia välituotteita kierrätetään sisäisesti takaisin aikaisempiin prosessivaiheisiin tai muille tehtaille hyödynnettäväksi. Kuparikatodit sulatetaan valimoissa ja valetaan haluttuun muotoon muokkausta varten joko pötkyiksi tai latoiksi. Valimoissa tehdään myös seostus, kun valmistetaan pronsseja, messinkejä tai muita seoksia. Suuri osa kuparikatodista menee valssilangan valmistukseen, josta tehdään erilaisia sähkökaapeleita.

Puolituotteista loppukäyttäjien tarpeisiin

Kuparista tai kupariseoksista valmistetaan muokkamalla levyä, nauhaa, putkea, lankaa tai profiileja. Paikallisia toimijoita ovat Aurubis, Cupori, Luvata ja Gusum Nordic Brass. Kupari on helposti muovautuva metalli. Kuparituotteiden valmistuksessa pohjoismaissa käytetään sekä itse kehitettyjä että maailmalla yleisesti käytössä olevia teknologioita. Pohjoismaiset modernit teknologiat ovat yleensä kilpailevia prosesseja energiatehokkaampia ja ympäristöystävällisempiä, ja niillä päästään vähemmillä tuotantovaiheilla lopputuotteen mittoihin.