Kobber

Kobber/kopper/koppar (lat. cuprum)

Metallisk grunnstoff med kjemisk symbol Cu.

Tungmetall med spesifikk vekt 8,92 og smeltepunkt 1085 ºC. Metallet utgjør 0,0068 % av jordskorpen.

            Kobber har ’edle’ egenskaper og er derfor et av de få metaller som finnes gedigent som metallklumper i naturen. Fordi det i tillegg, ved siden av gull, er det eneste metalliske grunnstoff som har farge, er det også et av de metaller som vært lengst kjent av menneskene, kanskje i 10000 år. De eldste funnene er gjort i Lille-Asia hvor det ble laget perler, nåler, fingerringer og små lenker, trolig av gedigent k. som man fant. Ved det som er betegnet som verdens eldste gruveby, Maadi ca 10 km sør for Kairo, er det funnet rester av kobbersmelting og –støping helt tilbake til 3300 f.Kr.

Betegnelsen ’kobber’ har sitt navn fra øya Kypros hvor det allerede i oldtiden var stor gruvedrift på metallet.

            Egenskaper: K. er temmelig mykt, seigt og leder strøm og varme svært godt, bare sølv leder bedre. K. er smibart. Rent, oksygenfattig k. er lett å forme mekanisk til plater og tråder.

            Bruk: På grunn av sine mange nyttige egenskaper har k. hatt et bredt bruksregister og en jevnt stigende produksjon gjennom historien. K. har vært mye brukt til takplater, takrenner, beslag, forhudning på båter, kokekar, i elektromagnetiske motorer og generatorer mm. Med sin gode ledningsevne og strekkbarhet brukes mesteparten av alt k. i dag til elektrisk materiell.

Rent k. er for bløtt til våpen og redskaper og man begynte tidlig å legere k. med tinn til bronse for slikt bruk.^[1] K. har også i flere tusen år vært brukt i myntlegeringer og til å produsere messing (kobber-sink legering). (Se også kobberlegeringer). K. er imidlertid et mindre typisk legeringsmetall enn mange andre metaller og er i dag et av de få metaller som har større anvendelse som rent metall enn i form av legeringer.

Produksjon av k. har vært av stor betydning i norsk bergverksindustri hvor ca 90 større og mindre verk har produsert kobber fra senmiddelalder til vår tid (se Verksbiografier/Kobberverk og Verksbiografier under arbeid).

Gedigent k. er nokså sjeldent og har spilt en ubetydelig økonomisk rolle.^[2] Det meste av det k. som produseres er opparbeidet fra sulfidiske kobbermineraler, først og fremst kobberkis (CuFeS₂). I tillegg har også sulfidmineralene kobberglans (Cu₂S) og bornitt (Cu₅FeS₄) vært reservegrunnlag for norsk kobberdrift.  

            De største forekomster av økonomisk utbyttbare kobbermalmer finner man i dag i USA, Chile, Zambia, Peru, Kongo og Russland, i Europa dessuten i Polen og tidligere Jugoslavia. 

Jordens kobberreserver fra malmer er anslått til ca. 550 millioner tonn^[3], dvs. en begrenset ressurs i forhold til forbruket på ca. 10 millioner tonn årlig. Gjenbruk er derfor viktig, og i dag baseres rundt 30 % av det årlige kobberforbruk på gjenvunnet metall. I volum er kobber det tredje mest resirkulerte metall etter jern og aluminium, og det er anslått at 80 % av alt det kobber som er produsert gjennom tidene, fremdeles er i bruk i dag.

            Rent k. er ikke spesielt giftig for mennesker og andre høyere organismer, sannsynligvis fordi bare en liten del blir tatt opp av organismen, mens resten blir skilt ut. Kobbermangel kan derimot føre til bl.a. anemi. Menneskekroppen inneholder 100-150 mg k. og et voksent menneske trenger et daglig inntak på ca 2 mg.^[4] For lavere vannlevende organismer vil imidlertid k. i form av løselige salter allerede i små mengder virke som en sterk gift, og likeledes være av stor betydning for livsvilkår og reproduksjon av fisk. K. er derfor som regel det metallet som har størst betydning i forurensningssammenheng. Avfallstippen vil ofte være en vesentlig kilde til forurensningen fra gruveområdet.^[5]

            Fram til 1880-årene var kobberfremstillingen i Norge i all hovedsak basert på den såkalte ’femtrinnsprosessen’ som bestod i en langvarig produksjonssyklus med røstinger og smeltinger som gav sluttproduktet garkobber med en renhet på 98-99 % Cu. I 1880-årene introduserte franskmannen Pierre Manhé kobberproduksjon ved blåsing av skjærstein i konverter, se bessemering. Metoden ble tatt i bruk ved Røros kobberverk i 1887, senere ved Sulitjelma, Birtavarre kobberverk (Kåfjord, Nord-Troms) og Åmdal kobberverk i Telemark. I 1929 begynte man med elektrisk smelting i Söderberg-ovner ved Sulitjelma-verket som det eneste kobberverket i Norge. 

            Tilgangen på billig elektrisk strøm etter oppfinnelsen av Werner Siemens' dynamo-elektriske maskin i 1867 kom til å få uante konsekvenser for k. både når det gjaldt bruksområder og metallurgi. Med sine overlegne lederegenskaper ble det skapt et stort og nytt marked for svært rent k. pga elektrifiseringen av samfunns- og næringsliv. Samtidig (fra 1865) begynte man på produksjonssiden å raffinere k. elektrolytisk (se elektrolytisk kobberraffinering) i land som England, Tyskland og USA. Prosessen gir k. med en renhet på opptil 99,99 %, en av de reneste stoffer som anvendes industrielt. I Norge er k. fremstilt elektrolytisk, tidligere også med norsk malm, ved nikkelverket Xstrata (tidl. Falconbridge) i Kristiansand.^[6]

Varia:

- Det eldste sikre kobberfremstillingsanlegg vi kjenner i Norge, er Kopperåa i Meråker. Smelteplassen med vannanlegg for drift av vannhjul til belgdriften er datert til 1. halvdel av 1300-tallet. Man har (2013) ikke lokalisert gruven, men analyser av funn på stedet indikerer en svært rik smeltemalm med ≈ 23 % Cu slik at man fikk kobber med over 90 % renhet med en firetrinnsprosess, uten den sedvanlige, avsluttende garingen.

            Da man ikke kjenner til noe tilsvarende anlegg i Norge, går en antagelse på at smeltemetoden er lært i utlandet, f.eks. i Falun hvor det på dette tidspunkt hadde blitt produsert kobber i lang tid.^[7] En annen hypotese er at det er munkeordenen cistercienserne med kloster ved Levanger som brakte kunnskapen om kobbersmelting til Norge og som sto bak anlegget. Cistercienserne var fortrolige med vannanlegg, herunder dambygging, de hadde metallurgisk kompetanse og var kjent som teknologiformidlere i Europa. Pga. kravene til spesifikk metallurgisk og teknisk kompetanse, finner en det lite sannsynlig at innbyggerne lokalt, eller erkebiskopen i Trondheim var entreprenører bak verket.^[8]

- I en doktoravhandling fra 2012^[9] fremsettes en hypotese om at det på slutten av yngre steinalder (~ 1800 f. Kr.) ble produsert kobber fra innenlandske malmforekomster. Dette synet utfordrer den alminnelige arkeologiske oppfatning om at all bronse (legering av kobber (~90 %) og tinn) ble importert til Norge, dessuten er det svært få funn av bronse funn i Norge.  Avhandlingens hypotese bygger på det faktum at det fantes egnet malm og en antagelse om at nødvendig kompetanse ble brakt hit med omreisende ’metallurger’ fra den såkalte klokkebegerkulturen som kom til våre områder fra den nordvestre del av Europa eller de britiske øyer for å lete etter malmer og metaller.

          I avhandlingen pekes det videre på at de funnene vi har i museene ikke nødvendigvis kan regnes som representative for den mengden metall som var i omløp i bronsealderen.. Blant annet fordi det er funnet omfattende spor etter bronsestøping, ser det ut som metallet har vært mer utbredt enn det de begrensede funnene tilsier. Andre faktorer kan også spille inn som bevaringsforhold for metall, undersøkelsesintensitet og forhold som kan ha påvirket rapportering av eventuelle funn. Mange bronsealdergravrøyser har beviselig også vært plyndret. Sosiale mekanismer kan også ha spilt en viktig rolle når det gjaldt hvor mye metall som ble tatt ut av sirkulasjon og lagt i graver og depoter.

         En sammenlikning med Danmark viser at det ikke nødvendigvis er en sammenheng mellom innenlandsk tilgang på metall og de funn som gjøres. I Danmark som ikke har en eneste malmforekomst, ble det lagt ned enorme mengder metall i graver og depoter.

         Dersom det faktisk var gruvedrift i Norge på denne tiden, er ikke usannsynlig at en del av kobberet havnet i Danmark gjennom vare- og gavebytte på linje med skinn, kleberstein, o.a.. Dette kan i så fall  bidra til å forklare den store mengden flintdolker som kom til Norge fra Danmark i sen steinalder/bronsealder.

Andre forskere stiller seg tvilende til hypotesen om innenlandsk kobberproduksjon rundt år 1800 f.Kr. Den lar seg vanskelig verifisere før man finner gruver med tydelige bevis på malmutvinning fra denne tiden, hevdes det. Slike gruver kan imidlertid være vanskelige å finne, blant annet fordi moderne gruvedrift kan ha fjernet sporene i de malmrike områdene, bl.a. i Årdal i Sogn som er undersøkt i forbindelse med doktorgradsarbeidet.

- Ved utgangen av det 18. århundre var alle de største forekomstene i Europa kjent og til dels tatt ut. Det gjaldt f.eks. England (Cornwall), Sverige (Falun), Norge (Røros), videre forekomstene i Tyskland, Hellas og Spania. I det 19. århundre ble det så gjort store, nye funn i USA (Arizona, Michigan, Montana) og i territoriet South Australia.^[10]

- Kommersielt utbyttbart gedigent k. foreligger i dag bare ved Lake Superior, Michigan, USA. Her er det funnet kobberstykker på opptil 400 tonn.^[11]

- K. i manganknoller på havbunnen utgjør en kolossal kobberressurs som ennå ikke er utnyttet. Anslagene svinger imidlertid sterk fra 700 millioner til 9 milliarder tonn.

- Det mest spektakulære uttrykk for norsk kobberproduksjon finner vi i New Yorks Frihetsgudinne som er laget av k. fra Vigsnes kobberverk på Karmøy. Kolossalstatuen ble avduket i 1886 og var en gave fra det franske folk. Kanskje hadde Vigsnes' franske direktør, Charles Defrance, en finger med i spillet?

            Hvor kobberet til statuen kom fra var lenge omstridt, men da en arbeider fant en liten pinsett av gammelt Vigsnes-kobber, hadde man beviset. Ved å sammenlikne kobberet i pinsetten med kobber fra statuen kunne et New York-laboratorium konstatere at frihetsstatuen var bygget av kobber fra Vigsnes. Dette ble en ’story’ for amerikanske filmskapere. Filmen er gjentatte ganger vist i Norge, på kinoer og på TV.^[12]

- Spørsmålet om ‘peak kobber’, dvs når toppunktet for nyutvinning av den ikke fornybare kobberressursen nås, er gjenstand for faglig debatt. Til forskjell fra olje, hvor ’peak- diskusjonen’ startet, kan imidlertid k. skrapes og brukes på nytt. Det anslås således at minst 80 % av alt k. som er utvunnet gjennom historien, fremdeles er tilgjengelig pga gjentatt resirkulering.

- Selv om k. har vært i bruk i mange tusen år, regner en at 95 % av alt k. som har blitt tatt ut og smeltet, har blitt utvunnet etter år 1900.

- Med økende etterspørsel, bl.a. fra China og India, har både kobberprisene og antallet kobbertyverier steget de siste årene (2014).