Kupfer: Der Weg vom Erzkörper im Boden bis zum fertigen Produkt

Sehr oft habe ich in Gesprächen mit an Rohstoffen interessierten Personen festgestellt, dass nur ungenaue bis gar keine Kenntnisse über den genauen Ablauf der Kupfergewinnung vorhanden sind. Genau diese Kenntnisse wären aber notwendig um die Unternehmen, deren Arbeit und Erfolgsszenarien besser verstehen und bewerten zu können.

Ohne jetzt zu detailverliebt mit Formeln oder komplexen Grafiken unnötige zusätzliche Verwirrung zu stiften, möchte ich auf einfachen Weg diesen hochinteressanten Weg für ein besseres Verständnis skizzieren.

Kupferanteil am Erz

Betrachtet man auf Kupfer spezialisierte Bergbauunternehmen so sieht man bei deren Ressourcenangaben überwiegend Gehalte von 1% bis 2% Kupfer. Das bedeutet aber auch umgekehrt, dass 98% bis 99% des abzubauenden Gesteins wertloser Abfall ist. Ausnahme davon ist natürlich, wenn neben Kupfer noch weitere wertvolle Rohstoffe im Gestein enthalten sind. Aber lassen wir dies mal außen vor und konzentrieren uns nur auf Kupfer.

Zwischenprodukt und Endprodukte

Die Kupfergewinnung startet nun mit einem ersten Schritt, dem Beseitigen des unreinen Materials. Das erste Ziel ist das Beseitigen von so viel Abraum dass damit der Kupferanteil erhöht wird. Das Ergebnis ist dann das Zwischenprodukt, oder auch Konzentrat genannt.

Konzentrat produziert die überwiegende Mehrheit der Unternehmen, denn die Vorortveredelung des Konzentrates zu hochreinem Kupfer kann nicht von jedem Unternehmen geleistet werden. Zu sehr ist die Wirtschaftlichkeit einer hochteuren Raffinerieanlage, die dafür notwendig ist, von Erzqualität, Mengen und Kosten abhängig.

Konzentrat

Ist das Gestein aus der Mine abgebaut wird es in einem ersten Schritt zerkleinert (gemahlen) und mechanisch schon einmal grob vom tauben Material befreit. Dieses vorgereinigte Material wird anschließend mit Wasser und chemischen Substanzen vermengt. Durch Einblasen von Luft treibt es das Kupfer an die Oberfläche des Gemenges und das unbrauchbare Material bleibt darunter angesammelt. Mit einer Art Schaumlöffel wird dann das so gereinigte Kupfer-Sand-Gemisch von der Oberfläche abgeschöpft. Am Ende dieses Prozesses beträgt dann der Kupferanteil rd. 25% bis 40% an der verbleibenden Gesamtmenge. Dieses Produkt, das nun nach dieser Prozedur als Konzentrat bezeichnet wird, ist für viele Unternehmen bereits das Endprodukt, das sie ihren Abnehmern, zumeist Raffinerien, liefern. Diese stellen dann für sich über die weiteren Schritte das Endprodukt Kathodenkupfer her.

Endprodukte

Unternehmen, die selbst hochreines Kupfer für den Markt herstellen benötigen dafür eine zusätzliche Raffinerieanlage. Hier gibt es jedoch 2 unterschiedliche Verfahren, die abhängig sind von der Gesteinsart in der das Kupfer vorkommt. So verfahren auch externe Raffinerien, die von den Produzenten Kupferkonzentrat erwerben.

Pyrometallurgischer Prozess

Dieses Verfahren wird angewendet wenn Kupfer in sulfidischem Gestein vorkommt. Pyrometallurgisch bedeutet Gewinnung durch Feuer und Schmelzen (Verhüttung). Eine Methode die bereits seit dem Altertum (Bronzezeit) bekannt ist.

Hier wird das mit erhöhtem Kupferanteil angereicherte Konzentrat getrocknet und anschließend in einem Schmelzofen solange erhitzt, bis sich 2 Schichten bilden. Die untere (slag layer) ist die abgesetzte Schlackenschicht, die obere (matt layer) ist die Rohkupferschicht. Diese wird nach diesem pyrometallischen weiter verarbeitet, der Rest entsorgt.

Nun haben wir über Konzentrat und den Schmelzprozess schon relativ reines Rohkupfer, aber als Kategorie A-Kupfer, hochreines Kupfer oder börsentaugliche Handelsware geht dies noch nicht durch. Dazu benötigt es noch eines Endfertigungsprozesses. Dieser erfolgt in einem mit Strom durchfluteten Säurebad. Durch den Strom setzt sich das hochreine Kupfer an der Kathode ab und erreicht so einen Reinheitsgrad von bis zu 99,99%. Dieses Produkt nennt man auch Kathodenkupfer und wird entweder so verkauft oder zu Platten gepresst oder zu Rollen verarbeitet.

Hydrometallurgischer Prozess

Dieses Verfahren wird angewendet wenn Kupfer in oxidischem Gestein vorkommt. Hydrometallurgisch bedeutet Verarbeitung über zugeführtes Wasser mit gelösten chemischen Substanzen. Das Kupferoxid wird in diesem Fall mit Waser vermengt und als schlammige Lösung weiterverarbeitet.

Ursprünglich wurde es über eine "Zementierung" weiterverarbeitet, indem die Kupfer-Säure-Lösung mit Eisenschrott zusammengeführt wurde, wo der Eisenanteil dafür sorgte dass die Oxidation reduziert wurde. Hatte man auf diese Art genügend Kupfer angesammelt, so wurde dies weiter verarbeitet.

Die seit den 80er Jahren neue eingeführte Methode ist die, wo in einer organischen Lösung die meisten Verunreinigungen ausgesondert werden, bevor man dann in die bereits oben angeführte Strom-Säure-Variante übergeht. Man nennt dieses moderne Verfahren SXEW-Verfahren. S steht für solvent (Lösung), X für Extrahierung, E für Elektro und W für winning, dem englischen Begriff für Gewinnung. Auf Deutsch übersetzt: Kupfergewinnung durch Extrahieren und mittels Strom aus einer Säurelösung! Einfach, nicht? Bereits rd. 20% der weltweiten Kupferproduktion erfolgt mittels dieser Methode und bei vielen Unternehmen liest man den Begriff SXEW-Anlage. Jetzt kennen sie die Bedeutung dieses Begriffes.

Doch zurück zum Verfahren. Die mit Kupferoxid angereicherte und mit Wasser vermengt Lösung wird in einem ersten Schritt mit einer organischen Substanz versetzt, wodurch die meisten Unreinheiten ausgeschieden werden. Im zweiten Schritt wird dann Schwefelsäure zugeführt, die bewirkt, dass sich das vorhandene Kupfer von der organischen Substanz löst und als elektrolytische Lösung für die Endverarbeitung übrig bleibt.

Der letzte Schritt ist wieder wie beim vorigen Verarbeitungsprozess die Gewinnung hochreinen Kupfers durch ein durch Strom erfolgtes Absetzen des Kupfers an der Kathode des Säurebades. Bleibt zum Schluss noch die eigentlich wichtigste Frage für die Unternehmen zu klären, nämlich: Wann kommt Cash in die Kassen der Unternehmen?

Der Markt selbst nimmt nur hochreines Kathodenkupfer ab. Der Preis dafür wird an der Londoner Metallbörse gemacht. Die Metallbörse (LME) schreibt aber auch vor welche Grenzwerte der Verunreinigung nicht überschritten werden dürfen. Denn es ist klar, dass 99,99%iges Kupfer immer noch 0,01% Verunreinigungen besitzt.

Gut haben es die Unternehmen die selbst so eine SXEW-Anlage besitzen, denn diese können den Markt direkt beliefern und erhalten den Gegenwert des Börsenkupferpreises in Cash.

Etwas komplizierter läuft dies für diejenigen Unternehmen ab, die Kupfer als Konzentrat verkaufen. Das ist ja noch nicht marktfähig und muss extern erst zu hochreinem Kupfer verarbeitet werden. Daher zahlen die Raffinerien nicht sofort, sondern erst dann, wenn sie selbst das fertige Kathodenkupfer verkaufen. Der Konzenztratproduzent erhält seinen Erlös daher innerhalb einer 90 tägigen Frist. Aber auch nicht zur Gänze, denn die Raffinerie behält sich neben einem generellen Abschlag von 4% ja auch den Wert ihrer Arbeit ein. Die grobe Rechnung für das Unternehmen sieht daher anhand eines Beispiels folgendermaßen aus: Geliefert werden 1.000 Tonnen Konzentrat mit einem Kupferanteil von 30%. Der Kupferanteil beträgt in diesem Fall 300 Tonnen und bildet die Basis für die Verrechnung. Um einfach zu bleiben rechnen wir mit einem Kupferpreis von USD 5.000 je Tonne. Das würde dem Unternehmen theoretisch nach rd. 90 Tagen USD 1,5 Mio. als Verkaufserlös einbringen. Die Raffinerie zahlt jedoch nur 96% des Bruttowertes (4% als Fixabschlag) und verrechnet zusätzlich noch Liefer- und ihre Fertigungskosten. Diese sind jedoch variabel, bedeuten aber für das produzierende Unternehmen weitere Erlöseinschnitte. Über Fixabschlag und Kosten der Raffinerie verbleiben oft dem Unternehmen nur rund USD 1,3 Mio. als tatsächlicher Verkaufserlös.

Zusammenfassung

Kupfer als wertvoller Rohstoff kann auch für die Bergbaubetriebe ein gutes Geschäft sein, allerdings unter bestimmten Voraussetzungen.

Konzentratproduzenten benötigen Konzentratanlagen in absoluter Nähe, da Betrieb und Wegkosten (Transport und Personal) intern stark auf die Spanne drücken. Erst bei guten Graden des Erzkörpers und geschlossenem Produktionskreislauf werden die Verkaufserlöse attraktiv.

Produzenten mit einer SXEW-Anlage haben das Problem einer sehr teuren Investition, die sich nur dann rechnet wenn hochgradiges Kupfererz in ausreichend großer Menge vorhanden ist. Die zu produzierende Menge an Kupfer muss groß genug sein um über die Laufzeit genügend Kapital einzuspielen. Dies um die Anlage zu refinanzieren und dem Unternehmen darüber hinaus auch noch Gewinn zu bescheren.

Die Gewinnwahrscheinlichkeit ist somit das wohl bedeutendste Kriterium für einen Investor bei der Betrachtung von Kupferproduzenten. Die Betrachtung der von den Unternehmen angegebenen AISC (all-in-sustaining-costs) und Abschätzung der Marktentwicklung für Kupfer ein unabdingbares Muss. Natürlich nicht ohne auch die geoploitische Lage und das Management überprüft zu haben. Denn es gibt genug Unternehmen die an der Grenze der Wirtschaftlichkeit agieren, und die sind sicher keine Hoffnungsträger im Depot.