Wat is dat? Encyclopedie voor jongeren

P.J.F.H. van de Rivière, R. de Ruyter-van der Feer (1928, 1930 en 1938)

Gepubliceerd op 09-08-2019

Koper

betekenis & definitie

Koper, het rode metaal, is iets zwaarder dan ijzer: het soortelijk gewicht is 8.93, terwijl dat van ijzer 7.83 is.

Reeds vele eeuwen v. Chr. was het koper bij de volkeren, die de Zuidelijke schiereilanden van Europa bewoonden, in gebruik.
De Chinezen, Hindoes, Egyptenaren, Assyriërs en Babyloniërs kenden het waarschijnlijk nog vroeger. Men veronderstelt, dat het koper het eerste metaal was, dat de mens leerde winnen en bewerken. Meestal wordt het koper met andere metalen vermengd, oorspronkelijk met tin en later met zink. Deze laatste alliage noemen wij geel koper of messing.
Laten we de edele metalen goud, zilver en platina buiten beschouwing, dan is het koper een van de weinige metalen, die in de natuur wel eens in gedegen toestand voorkomen. In de nabijheid van het Lake Superior, in de Verenigde Staten, werden zelfs klompen van 1000 K.G. en meer gevonden. Over het algemeen echter wordt het koper uit ertsen gewonnen. De belangrijkste zijn de zwavelverbindingen, n.l. koperglans, bontkopererts en koper k i e s. Gewoonlijk is het percentage koper in de ertsen, die tegenwoordig verwerkt worden, zeer klein, n.l. 1 tot 3%.
Ook het roodkopererts komt vee', voor. Een bizondere plaats onder de koperertsen neemt het kopercarbonaat malachiet (ook genaamd koperlazuur) in, een prachtig groenachtig mineraal, dat in den Kaukasus en in het Oeralgebergte gevonden wordt en ook als sieraad gebruikt wordt, als broches, in mozaïeken en in kleine versieringen. In kunstverzamelingen van vorstelijke families en in openbare musea, ziet men soms grote platen gepolijst malachiet, die als tafelblad dienen of ook wel fraaie vazen van malachiet, die meestal het geschenk van den Czaar van Rusland waren, daar alle stukken van enigszins grote afmeting in zijn land tot diens beschikking gesteld moesten worden.
Nu zal je ook wel graag eens willen weten, waar de oude volkeren het koper vandaan haalden en waar thans de belangrijkste vindplaatsen van kopererts zijn.
In het boek Job, een der oudste Bijbelboeken, lezen we in hoofdstuk 28 vers 2: „Het ijzer wordt uit stof genomen en uit steen wordt koper gegoten”. Dit vond men toen vooral in den Libanon. Damascus was bekend om zijn rijkdom aan koper. Reeds in de grijze oudheid werden in Afrika kopermijnen ontgonnen en wel in Numidië, Libyë, Aethiopië en het land van Thebe. De grootste hoeveelheid koper kwam echter uit de mijnen van het Sinaï-schiereiland. Deze mijnen waren Egyptisch staatseigendom en de Pharao’s stelden op dit bezit hogen prijs. Ramses II had er omstreeks 400 v. Chr. sterke vestingwerken laten bouwen, om de mijnen tegen de invallen der roofzuchtige Griekse en Phoenicische stammen te beveiligen. De Phoeniciërs bezaten overigens zelf rijke kopermijnen op het eiland Cyprus. Ze dreven in dit metaal een uitgebreiden handel en de Romeinen noemden het koper naar de plaats van herkomst Aes Cyprium, waaruit door samentrekking de naam Cuprum (koper) ontstond.
Ook in Spanje en wel in de Sierra Morena werden reeds in de oudheid rijke kopermijnen ontgonnen.
Eerst na de ontdekking van Amerika, van den zeeweg naar Indië en de vestiging van Europeanen in de Nieuwe wereld en in Zuid-Afrika hoorde men van andere vindplaatsen van het koper.
In 1685 begonnen de Hollandse kolonisten in Zuid-Afrika aan een ontginning van de koperertsen in Klein-Namaqualand (zuidelijk van den mond v. d. Oranje-rivier) te denken en thans produceren de mijnen van O’skiep aldaar ± 30.000 ton erts per jaar. Maar vooral de staten Montana en Arizona in Noord-Amerika leverden weldra veel koper. Heb je wel eens naar de beursberichten van de radio geluisterd? Welnu, dan zal je ook telkens het woord Anaconda gehoord hebben. Dat is de naam van de rijkste kopermijn ter wereld. Deze mijn leverde van 1876 tot 1897 ongeveer 500.000 ton koper, d.i. ± 23000 ton zuiver metaal per jaar.
Thans zijn de Verenigde Staten van Noord-Amerika dan ook de grootste producenten van koper; dan volgen Japan, Afrika, Frankrijk, Spanje en Rusland.
De Engelse mijnen leveren geen kopererts, maar wel verwerkt men in Engeland geïmporteerde ertsen tot koper.
Nu willen we kort beschrijven, hoe in het moderne bedrijf het koper uit de ertsen gewonnen wordt. Men onderscheidt verschillende methoden. De eerste is de z.g. droge werkwijze, waarbij door verhitten en smelten der ertsen de bijmengselen uit de massa worden verwijderd. Deze methode wordt alleen toegepast op ertsen met een groot kopergehalte en wel bij voorkeur bij de verwerking van koperkies, dat is de verbinding van zwavelkoper en zwavelijzer.
Het erts wordt in schachtovens met cokes als brandstof onder luchttoevoer verhit. Dit noemt men het „roosten”, omdat de temperatuur niet zó hoog wordt opgevoerd, dat smelting van het erts plaats heeft. Daarbij verbindt zich een gedeelte der zwavelkoper- en zwavelijzerverbindingen met de zuurstof der lucht, terwijl een gedeelte van de zwavel met de zuurstof zwavelig zuur vormt, een gas, dat door hoge schoorstenen wordt afgevoerd. De overblijvende massa wordt daarna in een horizontalen oven gesmolten.
Bij de nu volgende scheikundige werkingen speelt de grote affiniteit van zwavel tot koper — dit betekent, dat zwavel zich gemakkelijker met koper verbindt dan met ijzer of andere metalen — een beslissende rol en het eindresultaat van dit gedeelte van het proces is een bak vol gesmolten kopersulfiet (zwavelkoper), waarop kiezelzure ijzerverbindingen als slakken drijven. Deze bewerking wordt zolang herhaald, totdat de massa, de z.g. ruwsteen, vrijwel geheel uit kopersulfiet bestaat. De ruwsteen moet nu nog tot gedegen koper worden verwerkt. De gloeiend-vloeibare massa wordt daartoe in een peervormig, met vuurvast materiaal bekleed reservoir, den convertor, gestort en dan wordt lucht op den inhoud geblazen. Hierdoor verbrandt de aan het koper gebonden zwavel. Het metaal komt vrij en verbindt zich direct met de zuurstof tot koperoxyde, maar zet zich, zolang er nog kopersulfiet in het bad aanwezig is, voortdurend om in vrij koper, terwijl het gevormde zwavelig zuur ontwijkt. Het aldus ontstane koper noemt men „zwartkoper”. Omdat het nog verschillende onzuiverheden bevat, moet het nog gereinigd, geraffineerd worden. In een vlamoven wordt het zwartkoper nogmaals gesmolten. Het vuur wordt daarbij zodanig geregeld, dat de verbrandingsgassen, die over de gesmolten massa geleid worden, veel zuurstof bevatten. Zodoende worden de laatste onzuiverheden geoxydeerd en kunnen deze verwijderd worden.
Maar ook het koper is weer geoxydeerd en moet dus nog van de zuurstof gescheiden worden. Hiertoe bedekt men de gloeiende massa met een laag houtskoolpoeder en roert met een berkenstam om.
De houtskool onttrekt nu de zuurstof aan het koper, de aldus ontstane scheikundige verbinding, het bekende koolzuurgas, ontwijkt en het rode koper of, zoals men zegt, het „hamergare” koper blijft over.
De tweede methode, om het metaal uit het erts te winnen, is de z.g. natte weg, die gevolgd wordt, wanneer het erts behalve koper ook een zodanige hoeveelheid platina, goud of zilver bevat, dat het de moeite en kosten loont, de edele metalen eveneens te winnen. Dit geschiedt hoofdzakelijk door electrische ontleding.
Het uit den convertor komende „zwart koper” wordt gedeeltelijk tot platen gegoten, die met de positieve pool van een electrische batterij verbonden worden. Men noemt ze daarom ook de anodeplaten. De negatieve pool der batterij wordt gevormd door dunne koperen schijven, de kathode-platen.
Nu plaatst men het geheel in een kuip, gevuld met een geleidende vloeistof, die men verkregen heeft door het overige zwart-koper in zwavelzuur op te lossen. De electrische stroom ontleedt het zwavelzure koper en transporteert de metaaldeeltjes van de anode naar de kathode, waar het zuivere koper afgezet wordt. Dit koper wordt omgesmolten en komt in blokken in den handel.
In de Middeleeuwen bereikte de koperindustrie haar hoogtepunt. Bijna alle huishoudelijke artikelen als schotels, pannen, doofpotten enz. werden uit koper vervaardigd. Tegenwoordig echter is het koper op vele plaatsen door aluminium, email, glas en porselein verdrongen.
Men maakt geen soepketels of theepotten meer van koper. De ijzeren scheepsromp maakt een bekleding met koper overbodig. Maar toch is het verbruik van koper niet verminderd, integendeel. De grootindustrie met haar reusachtige machines, de electrotechniek, hebben jaarlijks ontzaglijke massa’s koper nodig.
Twee eigenschappen vooral maken het koper voor bepaalde doeleinden onmisbaar: ten eerste is koper een uitstekend geleider van den electrischen stroom en wordt het in dit opzicht alleen door het zilver overtroffen en ten tweede oxydeert het niet gemakkelijk; in droge lucht wordt het in ’t geheel niet door de zuurstof aangetast, in een vochtige atmosfeer ontstaat er een groenachtige laag op de koperen voorwerpen, het z.g. patina of edelroest, dat we op oude standbeelden en kerkdaken dikwijls waarnemen.