Anwendungen von Kupferverbindungen: Kupfersulfat

Kupfersulfat, Blaustein, Blauvitriol sind alles gebräuchliche Bezeichnungen für pentahydratisiertes Kupfersulfat, Cu S04 5 H20, das das bekannteste und am meisten verwendete der Kupfersalze ist. In der Tat ist es oft der Ausgangsrohstoff für die Herstellung vieler anderer Kupfersalze. Heute gibt es weltweit mehr als 100 Hersteller und der Weltverbrauch liegt bei etwa 200.000 Tonnen pro Jahr, wovon schätzungsweise etwa drei Viertel in der Landwirtschaft, hauptsächlich als Fungizid, verwendet werden.

Herstellung Bei der Herstellung von Kupfersulfat wird selten, wenn überhaupt, Rohkupfer als Ausgangsrohstoff verwendet. Verwendet werden Kupfererze in den Ländern, in denen diese abgebaut werden. Für den Großteil der Weltproduktion wird in der Regel Buntmetallschrott verwendet. Der Schrott wird raffiniert und das geschmolzene Metall in Wasser gegossen, um ungefähr kugelförmige, poröse Stücke von der Größe von Murmeln zu erzeugen, die als „Schrot“ bezeichnet werden. Dieser Schrot wird in verdünnter Schwefelsäure in Gegenwart von Luft aufgelöst, um eine heiße, gesättigte Flüssigkeit zu erzeugen, die, wenn die traditionellen großen Kupfersulfatkristalle benötigt werden, langsam in großen Kühlwannen abkühlen gelassen wird, in die Bleistreifen gehängt werden, um eine Oberfläche für das Wachstum der Kristalle zu schaffen. Wenn die granulierten (Schnee-)Kristallsorten gewünscht sind, wird der Abkühlungsprozess durch Rühren der Lauge in wassergekühlten Gefäßen beschleunigt.

Andere Herstellungsmethoden sind:

• Durch Erhitzen von Kupferschrott mit Schwefel wird Kupfersulfid erzeugt, das dann zu Kupfersulfat oxidiert wird.
• Durch Erhitzen von Kupfersulfiderzen, um Kupferoxid zu erzeugen, das dann mit Schwefelsäure behandelt wird, um Kupfersulfat zu bilden.
• Durch langsames Auslaugen an der Luft von Haufen minderwertiger Erze. Um den Prozess zu beschleunigen, wird manchmal eine bakterielle Wirkung eingesetzt. Eine Lösung von Kupfersulfat fließt von solchen Haufen ab.

Kommerziell enthält Kupfersulfat 25 % metallisches Kupfer und wird mit einer garantierten Mindestreinheit von 98 % Kupfersulfat verkauft. Es wird in einer Reihe von Qualitäten hergestellt, die von großen Kristallklumpen mit einem Durchmesser von 25 mm oder mehr, von denen es passenderweise den Namen Blaustein ableitet, bis hin zu sehr feinen Pulvern von fast der Feinheit von Talkumpuder reichen. Die vier gebräuchlichsten Sorten, basierend auf der Größe der Kristalldurchmesser, sind:

• Große Kristalle (von 10 mm bis 40 mm)
• Kleine Kristalle (von 2 mm bis 10 mm)
• Granulat oder Schneekristalle (weniger als 2 mm)
• Windgepudertes Pulver (weniger als 0.15 mm)

Verwendungen von Kupfersulfaten

Kupfersulfat ist eine sehr vielseitige Chemikalie mit einer ebenso großen Bandbreite an Verwendungsmöglichkeiten in der Industrie wie in der Landwirtschaft. Sein Haupteinsatzgebiet ist die Landwirtschaft, und diese Rolle wird im nächsten Abschnitt näher beschrieben.

Bis vor etwa einer Generation wurden Kupfersulfate in der Industrie nur als Beize zum Färben und für die Galvanotechnik verwendet, aber heute wird es in vielen industriellen Prozessen eingesetzt. Die Kunstfaserindustrie hat eine Anwendung für ihn bei der Herstellung ihres Rohmaterials gefunden. Die Metallindustrie verwendet große Mengen an Kupfersulfat als Elektrolyt in der Kupferraffination, zur Verkupferung von Stahldraht vor dem Drahtziehen und in verschiedenen Verkupferungsprozessen. Die Bergbauindustrie setzt es als Aktivator bei der Aufkonzentrierung von Blei-, Zink-, Kobalt- und Golderzen durch Schaumflotation ein. Das Druckgewerbe nimmt es als Elektrolyt bei der Herstellung von Elektrotypen und als Ätzmittel für die Prozessgravur. Die Farbenindustrie verwendet es in Antifouling-Farben und es spielt eine Rolle bei der Färbung von Glas. In der Tat gibt es heute kaum einen Industriezweig, der nicht irgendeine kleine Verwendung für Kupfersulfat hat. In Tabelle A sind einige der vielen Verwendungen von Kupfersulfat aufgeführt.