Topirea cuprului este procesul de separare a metalului cuprului de roca în care este încorporat în mod natural prin topirea acestuia. Acest lucru se realizează printr-o serie de mai multe etape de procesare. Termenul de topire a cuprului se poate referi la această etapă de topire în special sau se poate referi oarecum mai puțin formal la întregul proces în ansamblu.
În natură, cuprul, precum și multe alte metale, pot fi găsite încorporate în rocă. O astfel de combinație de metal și rocă este cunoscută sub numele de minereu. Pentru ca cuprul să poată fi folosit în practică, acesta trebuie separat de rocă și alte metale și rafinat până la o puritate acceptabilă. Fiecare operațiune de topire a cuprului are propriul său proces unic, totuși mulți împărtășesc pași de bază similari.
Un proces tipic poate începe cu măcinarea minereului într-o pulbere. Această pulbere este procesată cu substanțe chimice și aer pentru a separa o parte din materialul nedorit și pentru a concentra cuprul. Materialul nedorit din această etapă se numește steril. sterilul este de obicei aruncat într-un iaz de steril.
Materialul concentrat din această etapă este apoi uscat și alimentat într-un cuptor de topire la temperatură înaltă. Pe măsură ce concentratul este încălzit, diferitele materiale din el se separă în straturi. Un strat de material topit care conține cupru, cunoscut sub numele de strat mat, se scufundă în fund. Deșeurile solide, numite zgură, plutesc în vârf. Zgura și gazele de dioxid de sulf sunt îndepărtate și fie aruncate, fie vândute, în timp ce stratul mat trece la pasul următor.
Mate este apoi turnată într-un convertor unde reacționează cu aerul, varul și silice pentru a separa cuprul de zgura de fier. Cuprul rezultat din această etapă este cunoscut sub numele de cupru blister. Cuprul blister este supus ulterioară ardere și purificare pentru a îndepărta orice impurități rămase.
Unul dintre principalele efecte secundare ale procesului de topire a cuprului este producerea de deșeuri. Rafinarea cuprului are ca rezultat deșeuri de trei ori și jumătate mai multe decât cantitatea de cupru produsă. Aceste deșeuri nu sunt doar sub formă de solide care trebuie eliminate sau reciclate, ci și dioxid de sulf gazos. Dioxidul de sulf este un poluant semnificativ al aerului, deosebit de remarcabil ca precursor al producerii de ploi acide. Unele țări necesită pași de remediere în topirea cuprului și alte operațiuni industriale pentru a atenua impactul negativ asupra mediului al procesului.
Se crede că topirea timpurie a cuprului își are originea în Asia de Vest cândva între 4000 și 4300 î.Hr. Mulți istorici cred că olarii antici au fost probabil primii care au descoperit acest proces. Cuptoarele lor de ardere cu focar deschis ar fi fost capabile să atingă temperatura ridicată necesară. Focurile de tabără simple nu ar fi ars suficient de fierbinți pentru a topi cuprul.
Majoritatea rezervelor de cupru sunt concentrate în mare parte în câteva regiuni, inclusiv părți din Statele Unite și Canada, Zambia și Munții Anzi. Operațiunile moderne de topire a cuprului sunt însă situate în întreaga lume, pe toate continentele, cu excepția Antarcticii. În timp ce Antarctica este, de asemenea, o sursă de zăcăminte de minereu de cupru, în 1991 a fost instituit un moratoriu pe termen lung asupra mineritului în Antarctica pentru a conserva zona.