Dieses Dokument wurde aus der gleichnamigen Veröffentlichung der CDA UK erstellt.
Schrottwert
Seit Tausenden von Jahren werden Kupfer und Kupferlegierungen recycelt. Dies war eine normale wirtschaftliche Praxis, auch wenn sie von einigen bedauert wurde. Eines der Weltwunder der Antike, der Koloss von Rhodos, eine Statue, die den Eingang zum Hafen von Rhodos überspannt, soll aus Kupfer gefertigt worden sein. Von ihr ist keine Spur mehr übrig, da sie für die Herstellung nützlicher Gegenstände recycelt wurde.
Im Mittelalter war es üblich, dass nach einem Krieg die Bronzekanonen eingeschmolzen wurden, um nützlichere Gegenstände herzustellen. In Kriegszeiten wurden sogar Kirchenglocken zur Herstellung von Kanonen verwendet.
Die gesamte Wirtschaft der Kupfer- und Kupferlegierungsindustrie hängt von der wirtschaftlichen Wiederverwertung der überschüssigen Produkte ab. Es gibt eine breite Palette von Kupferwerkstoffen, die für eine Vielzahl von Anwendungen hergestellt werden. Die Verwendung des geeignetsten und billigsten Ausgangsmaterials für die Herstellung von Bauteilen ergibt den wirtschaftlichsten Selbstkostenpreis für das Material.
Schrottwert – Kupfer
Die handelsüblichen Lieferungen von reinem Kupfer werden für die kritischsten elektrischen Anwendungen wie die Herstellung von feinen und feinsten Lackdrähten verwendet. Um eine hohe Leitfähigkeit, gleichbleibende Glühfähigkeit und Bruchfreiheit bei der Herstellung von Gießwalzdraht und dem anschließenden Ziehen von Drähten zu gewährleisten, ist es wichtig, dass die Reinheit reproduzierbar eingehalten wird. Da die aufgebrachten Lackschichten dünn sind, aber der Spannung standhalten müssen, dürfen sie keine Oberflächenfehler aufweisen; folglich muss der Basis-Kupferdraht eine ausgezeichnete Oberflächenqualität haben. Für die Herstellung des Gießwalzdrahtes wird Primärkupfer der besten Qualität verwendet. Unverschmutzter recycelter Prozessschrott und anderer Schrott, der elektrolytisch auf A-Qualität aufbereitet wurde, kann ebenfalls verwendet werden.
Das für Stromkabel verwendete Kupfer wird ebenfalls aus hochleitfähigem Gießwalzdraht gezogen, allerdings in einer dickeren Ausführung als Feindrähte. Die Qualitätsanforderungen sind daher etwas weniger streng. Das Vorhandensein unerwünschter Verunreinigungen kann Probleme verursachen, wie z. B. Heißkurzheit, die zu teuren Ausfällen beim Gießen und Warmwalzen führt. Aus demselben Grund können Schrotte, die solche Verunreinigungen enthalten, nur dann für diesen Zweck verwendet werden, wenn sie mit Kupfer guter Qualität gut verdünnt sind.
Für nichtelektrische Zwecke wird Kupfer auch zur Herstellung großer Mengen von Sanitärrohren, Dachblechen und Wärmetauschern verwendet. Eine hohe elektrische Leitfähigkeit ist nicht zwingend erforderlich und andere Qualitätsanforderungen sind nicht so hoch. Sekundärkupfer kann für die Herstellung dieser Werkstoffe verwendet werden, wenn auch innerhalb der vorgeschriebenen Qualitätsgrenzen für Verunreinigungen.
Wenn Kupferschrott mit anderen Werkstoffen verbunden ist, z. B. nachdem er verzinnt oder gelötet wurde, ist es häufig wirtschaftlicher, diese Verunreinigungen zu nutzen, als zu versuchen, sie durch Raffination zu entfernen. Viele Spezifikationen für Rotguss und Bronzen erfordern das Vorhandensein von Zinn und Blei, so dass diese Art von Schrott ein ideales Ausgangsmaterial ist. Normalerweise wird er umgeschmolzen und vor der Verwendung in einer Gießerei zu Barren mit zertifizierter Analyse gegossen. Für diese Art von Schrott wird ein niedrigerer Preis erzielt als für nicht verunreinigtes Kupfer.
Schrottwert – Messing
Die Wiederverwertung von Messingschrott ist ein wesentliches Element der Wirtschaft in der Industrie. Messing für das Strangpressen und Heißprägen wird normalerweise aus einer Basisschmelze von Schrott ähnlicher Zusammensetzung hergestellt, die durch die Zugabe von neuem Kupfer oder Zink angepasst wird, um die Spezifikation vor dem Gießen zu erfüllen. Die Verwendung von Messingschrott, der zu einem deutlich niedrigeren Preis als der Preis der Metallmischung eingekauft wird, bedeutet, dass die Kosten für das hergestellte Messing beträchtlich niedriger sind, als es sonst der Fall sein könnte.
Das Vorhandensein einiger anderer Elemente in Messing, wie z.B. Blei, ist oft erforderlich, um die Bearbeitbarkeit zu verbessern, so dass solcher Schrott häufig akzeptiert wird. Neben den üblichen frei bearbeitbaren Messingen gibt es viele andere, die für besondere Zwecke hergestellt werden und deren Eigenschaften so verändert wurden, dass sie zusätzliche Festigkeit, Härte, Korrosionsbeständigkeit oder andere Attribute aufweisen, so dass eine strikte Trennung des Schrotts unerlässlich ist.
Messingschrott, der bei Bearbeitungsvorgängen anfällt, kann wirtschaftlich umgeschmolzen werden, sollte aber im Wesentlichen frei von überschüssigem Schmiermittel sein, insbesondere von solchen, die organische Verbindungen enthalten, die beim Umschmelzen unannehmbare Dämpfe verursachen.
Wenn Messing umgeschmolzen wird, entwickelt sich in der Regel etwas flüchtigeres Zink. Dies wird in der Schmelze ausgeglichen, um die Spezifikation wieder einzuhalten. Das Zink entsteht als Oxid, das abgezogen und in einem Baghouse aufgefangen und für die Herstellung anderer Produkte wiederverwendet wird.
Messing, das zu Blechen, Bändern oder Drähten verarbeitet werden soll, muss weitgehend frei von schädlichen Verunreinigungen sein, damit es in kaltem Zustand seine Dehnbarkeit behält. Es kann dann gewalzt, gezogen, tiefgezogen, gestaucht, genietet, gedreht oder auf andere Weise kalt geformt werden. Es ist daher üblich, es im Wesentlichen aus neuem Kupfer und Zink sowie aus Prozessschrott herzustellen, der bei der Verarbeitung anfällt, sauber gehalten, sorgfältig getrennt und identifiziert wurde.
Schrottwert – andere Kupferlegierungen
Kupferlegierungen wie Phosphorbronzen, Rotguss, bleihaltige Bronzen und Aluminiumbronzen werden in der Regel nach streng kontrollierten Spezifikationen hergestellt, um ihre Eignung für anspruchsvolle Anwendungen sicherzustellen. Sie werden in der Regel aus Barren garantierter Zusammensetzung zusammen mit sorgfältig getrenntem Prozessschrott derselben Zusammensetzung hergestellt. Wenn der Schrott vermischt wurde oder eine unbekannte Zusammensetzung aufweist, wird er zunächst von einem Barrenhersteller umgeschmolzen und analysiert, damit die Zusammensetzung entsprechend angepasst werden kann, um ihn in die Güteklasse einer Legierung zu bringen.
Kupfer von guter Qualität und hoher Leitfähigkeit kann durch einfaches Schmelzen und eine Kontrollanalyse vor dem Gießen recycelt werden, entweder in die fertige Form oder für eine spätere Verarbeitung. Dies gilt jedoch normalerweise nur für Prozessschrott, der in einem Kupferwerk anfällt. Wenn Kupfer verunreinigt wurde und wieder aufbereitet werden muss, wird es normalerweise umgeschmolzen und in Anodenform gegossen, so dass es elektrolytisch aufbereitet werden kann. Ist der Verunreinigungsgrad der gegossenen Anode jedoch beträchtlich, ist es unwahrscheinlich, dass die erzeugte Kathode die sehr hohen Anforderungen an Kupfer der Güteklasse A für die Herstellung von Feindrähten erfüllt.
Wenn Kupfer- und Kupferlegierungsschrotte stark verunreinigt und für ein einfaches Umschmelzen ungeeignet sind, können sie auf andere Weise recycelt werden, um das Kupfer entweder als Metall oder als eine der vielen Kupferverbindungen zu gewinnen, die für die Verwendung in Industrie und Landwirtschaft unerlässlich sind. Dies ist die übliche Praxis für die Rückgewinnung von brauchbarem Kupfer in Schlacken, Krätzen oder Walzzunder, die bei Produktionsprozessen oder bei der Entsorgung von Bauteilen, die nützliche Mengen an Kupfer enthalten, anfallen.
Umwelterwägungen
Kupfer ist ein wesentliches Spurenelement, das für die gesunde Entwicklung der meisten Pflanzen, Tiere und Menschen benötigt wird. Im Allgemeinen sind mäßige Überschussmengen an Kupfer nicht als problematisch bekannt. Es wird darauf geachtet, dass Kupfer nicht verschwendet wird, und es wird nach Möglichkeit recycelt. Überschüssiges Kupfer darf weder als Rauch in die Atmosphäre noch in das abfließende Prozesskühlwasser gelangen, das im Allgemeinen so behandelt wird, dass die vereinbarten Grenzwerte eingehalten werden.
Andere Metalle, die mit Kupferlegierungen verbunden sind, liegen im Allgemeinen nicht in einer gefährlichen Form vor. Wenn jedoch Rauch entsteht, z. B. beim Schmelzen oder Schweißen, kann es notwendig sein, Rauchabsauganlagen zu verwenden. Beryllium wird manchmal als Legierungselement in Kupfer verwendet, um einige der stärksten bekannten Kupferlegierungen herzustellen, die für die Produktion von hochbelastbaren Federn von unschätzbarem Wert sind. In der Legierung mit Kupfer und in festem Zustand stellt es kein Gesundheitsrisiko dar. Wenn es jedoch in der Atmosphäre vorhanden ist, kann Beryllium die Gesundheit gefährden und sollte kontrolliert werden. Die CDA-Publikation 104 enthält Ratschläge zu den Gesundheits- und Sicherheitsanforderungen für luftgetragenen Rauch in Verbindung mit Kupfer-Beryllium.
Produktwert
Wenn der Schrott reines Kupfer ist und nicht durch unerwünschte Stoffe verunreinigt wurde, kann daraus ein hochwertiges Produkt hergestellt werden. Wenn der Schrott nur aus einer Legierungszusammensetzung besteht, ist es einfacher, ihn zu einem hochwertigen Produkt umzuschmelzen, auch wenn die Zusammensetzung beim Umschmelzen möglicherweise angepasst werden muss.
Wenn der Schrott gemischt oder verunreinigt ist oder andere Materialien wie z. B. Lot enthält, ist es beim Umschmelzen schwieriger, die Zusammensetzung innerhalb der Grenzen einer gewählten Spezifikation anzupassen. Wenn Blei oder Zinn, aber keine schädlichen Verunreinigungen enthalten sind, ist es in der Regel möglich, die Zusammensetzung durch Zugabe von mehr Blei oder Zinn einzustellen, um bleihaltige Bronzen herzustellen. Bei einigen Schrotten, die mit unerwünschten Verunreinigungen kontaminiert sind, ist es manchmal möglich, sie beim Schmelzen so zu verdünnen, dass der Verunreinigungsgrad innerhalb einer akzeptablen Spezifikation liegt. Bei all diesen Verfahren bleibt ein Großteil des Wertes des Schrotts erhalten. Die Abbildung zeigt in vereinfachter schematischer Form, wie Legierungen aus Schrott hergestellt werden können.
Wenn Schrott über akzeptable Grenzen hinaus verunreinigt ist, muss er mit Hilfe herkömmlicher Sekundärmetallraffinationstechniken, die eine nützliche Ergänzung der Primärkupferversorgung darstellen, wieder zu reinem Kupfer raffiniert werden.