Bergbau und Umweltfreundlichkeit ist eigentlich ein Widerspruch in sich. Damit sich das so bald wie möglich ändert, arbeitet ein internationales Konsortium an fortschrittlichen Röntgen- und 3D-Bildgebungstechnologien. Die EU fördert es unter dem Namen X-MINE-Projekt. Es soll europäischen Bergleuten ermöglichen, wichtige Metall- und Mineralressourcen effizienter und nachhaltiger abzubauen, als das bislang der Fall ist.
Mit diesen neuen Technologien sollen Vorkommen von Metallen wie Kupfer und Gold besser genutzt werden. Ziel ist, den Ressourcenbedarf Europas mit weniger Abfall und geringeren Umweltauswirkungen zu decken. Aktuell werden diese Technologien an Pilotstandorten in Schweden und Griechenland getestet. In Bulgarien und Zypern sind weitere Tests geplant.
Geringe Produktion hoher Verbrauch
„Auf die EU-Länder entfallen etwa 20 Prozent des weltweiten Verbrauchs an Metallen und Mineralien. Aber sie produzieren nur etwa drei Prozent des Gesamtangebots“, sagt Projektkoordinator Janne Paaso vom Technischen Forschungszentrum VTT in Finnland. „Die Erfassungs- und 3D-Modellierungstechnologien des X-MINE-Projekts werden dazu beitragen, diese Lücke zwischen Angebot und Nachfrage zu schließen, indem sie eine effizientere Erzexploration und -gewinnung ermöglichen.” Das werde zu einem verbesserten Abbau bestehender Mineralvorkommen führen, „die Entdeckung neuer Vorkommen unterstützen und den Abbau von Vorkommen mit geringerem Volumen, niedrigerem Gehalt und komplexen Lagerstätten wirtschaftlich machbar machen”.
Revolution im Bergbau
Aufbauend auf bahnbrechenden Innovationen in der Röntgenanalyse und 3D-Bildgebungstechnologie, die bereits wichtige Anwendungen im Gesundheitsbereich haben, habe das X-MINE-Team ein Werkzeug namens X-Analyzer entwickelt. Mit seiner Hilfe lassen sich Gesteinsproben scannen und analysieren, erklären die Wissenschaftler. „Die tomographische Technologie ermöglicht es, eine Bohrkernprobe in weniger als 30 Minuten an der Bohrstelle zu analysieren.“ So können Geologen tief in das Gestein hineinschauen. Seine Struktur, geochemische und mineralogische Zusammensetzung des Erzes lassen sich schnell und genau beurteilen. Es entfällt der Transport der Proben zur Analyse außerhalb des Standorts.
Getestet wird das System in Bergwerken, in denen eine Vielzahl von Metallen vorkommen. Zu ihnen gehören Zink, Silber, Blei, Kupfer und Gold. Es kann aber auch Metalle wie Indium, Gallium, Germanium, Platingruppenmetalle und Seltene Erden nachweisen. Metalle, die in der modernen High-Tech-Industrie sehr gefragt sind.
„Die ersten beiden Bohrkernscanner sind seit über einem Jahr in der Lovisagruvan-Mine in Schweden und in der Hellas-Goldmine in Griechenland in Betrieb”, sagt Paaso. „Es wurden viele interessante Messungen durchgeführt. Und es wird weiter erforscht, wie diese Ergebnisse für die umfassendere 3D-Geomodellierung von Mineralvorkommen genutzt werden können.“
Laut Aussagen der Forscher könnten die neuen Analysemethoden, die im Rahmen von X-MINE entwickelt wurden, auf längere Sicht zu einer Revolution im Bergbau führen. „Das würde nicht nur den Bergbau effizienter machen. Sondern auch seine Auswirkungen auf die Umwelt auf verschiedene Weise verringern. Beispielsweise durch die Minimierung des Abfalls durch die genauere Auswahl von Spreng- und Abbaustellen, was wiederum den Energieverbrauch, die Transportkosten und die CO2-Emissionen senken würde.“
Automatische Sortierung
In einem anderen Pilotprojekt, X-AnalySorters, werden Röntgen- und 3D-Bildgebungstechnologie zur automatischen Identifizierung und Sortierung von Erzen eingesetzt. Hier wird ein Prototyp in Lovisagruvan, Schweden, getestet. Weitere Versuche sollen auch in der Hellas-Goldmine in Griechenland und im Bergbau- und Verarbeitungskomplex Assarel-Medet JSC Mining and Processing Complex, einem Kupfertagebau in Bulgarien, durchgeführt werden.
Und die ersten Ergebnisse sind sehr vielversprechend. Der Prototyp konnte Abfallgestein vom Erz mit hoher Genauigkeit trennen. Das führt zu erheblichen Einsparungen bei Transportkosten und CO2-Emissionen. „Wir haben auch die ersten positiven Ergebnisse bei der Umwandlung alter Halden von Altgestein in wertvolles Erz erzielt”, sagt der Projektkoordinator.
Ziel des Projekts ist es, beide Technologien zu kombinieren. So ließen sich Transportkosten an den Abbaustätten um 20 Prozent und die CO2-Emissionen um 10 bis 30 Prozent verringern. „Neben diesen Vorteilen für die Umwelt kann eine Reduzierung der Emissionen, des Energieverbrauchs und des Abfalls auch zu einer besseren sozialen Akzeptanz des Bergbaubetriebs beitragen”, so Paaso.
Die Teilnehmer am Projekt, das von Juni 2017 bis Februar 2021 läuft, sind Finnland (Koordinator), Schweden, Tschechien, Polen, Australien, Griechenland, Bulgarien, Zypern, Rumänien. Die Gesamtkosten belaufen sich auf 12.064.712 Euro, der EU-Beitrag beträgt 9.318.197 Euro.
