Mettop: Thermokamera für „grüneren“ Kupfergewinn

Kupfer ist in unserem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Gerade in der Elektronik ist dieses Metall ein wichtiger Werkstoff, ohne den moderne Kommunikationssysteme nicht auskommen. Im klassischen Kupferprozess muss nach der schmelzflüssigen Raffination in Öfen auch noch eine hydrometallurgische Raffination durchgeführt werden. Dabei wird aus der Kupferanode mit einer Reinheit von 99,8 Prozent eine Kupferkathode mit 99,999 Prozent Reinheit. „Diese Reinheit ist für den Einsatz von Kupfer als Leitermaterial, gerade in der Elektronik oder der Elektrotechnik, extrem wichtig“, weiß Matthias Lindthaler, Head of Industrial Solutions bei Mettop. „Im Raffinationsprozess löst sich auf der einen Seite das Anodenkupfer mit dem Reinheitsgehalt von 99,8 Prozent auf und auf der gegenüberliegenden Seite scheidet sich das Kupfer auf einer Edelstahlplatte mit 99,999 Prozent Reinheit wieder ab.“ Danach wird dieses reine Kupfer von der Stahlplatte gestrippt. Alle Verunreinigungen bleiben im flüssigen Elektrolyten aus Schwefelsäure und alle edleren Metalle wie Silber, Gold und Platin sinken in Form eines Schlammes zu Boden.

Problem: Kurzschluss

Im industriellen Maßstab, in denen viele tausend Anoden- und Kathodenpaare zusammengeschaltet sind, funktioniert dieser Prozess sehr gut und es kann eine Ausbeute von 98 Prozent der eingesetzten elektrischen Energie erzielt werden. Um aber auch die letzten Prozente an Energieeffizienz zu gewinnen, ist es notwendig, die möglichen auftretenden Kurzschlüsse zu erkennen und rechtzeitig zu entfernen. Diese Kurzschlüsse entstehen durch ungleichmäßige Anordnung der Anoden und Kathoden, aber auch durch ungleichmäßiges Wachstum und Nadelbildungen der Kathoden, welche durch eine nicht richtige Einstellung des Elektrolyten und anderer Parameter entstehen können. Derzeit müssen die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter im Produktionsbetrieb sich auf Kurzschlusssuche begeben und diese dann sofort entfernen. Das ist sehr zeit- und kostenintensiv und bedarf einer hohen Konzentrationsfähigkeit.

Lösung: modulare Thermokamera

Genau das kann die DIGMET Thermokamera, die Mettop mit Hilfe der Steirischen Wirtschaftsförderung SFG entwickelt hat. Thermo- oder Wärmebildkameras geben optisch die Temperatur eines bestimmten Gegenstandes wieder. Kältere Bereiche erscheinen in dunklen Farben, wärmere in helleren. Diese Technik an sich ist nicht neu, ebenso wenig die Idee, sie für die Überwachung der Kupferraffinationselektrolyse einzusetzen. Bestehende Kamera-Systeme mussten aber mit großem Aufwand fix von Spezialisten in der ganzen Anlage montiert werden und waren nicht automatisiert. Sie waren also teuer und nur bedingt brauchbar, weshalb sie sich nicht durchgesetzt haben. „Unser System ist modular, die Kamera kann vom Kunden selbst ohne Einschulung an nahezu jedem Platz der Anlage montiert werden und ist internetfähig“, erklärt Matthias Lindthaler. „Die modular Kamera hat die ganze Anlage im Blick und überwacht permanent die Temperaturen in jeder Zelle der Anlage. Sobald in einer oder mehreren Zellen die Temperatur steigt und sich ein Kurzschluss anbahnt, bekommt der Betreiber online eine Nachricht und kann rechtzeitig reagieren, bevor es zum Kurzschluss kommt.“