Hauptthema für heute: Wie bekommt man eigentlich Metalle aus Steinen? Also: Aufbereitung!
[Spoiler Alert: Es wird nicht nur schön. Macht euch bereit für Dammbrüche, saure Abwässer, Kontamination mit giftigen Stoffen...]
[Spoiler Alert: Es wird nicht nur schön. Macht euch bereit für Dammbrüche, saure Abwässer, Kontamination mit giftigen Stoffen...]
Anfang 2019 ist in Brasilien ein Damm gebrochen, der Aufbereitungsrückstände in einem Becken halten sollte. Kurz zum Erinnerung auffrischen:
Aufbereitung läuft, kurz gesagt, folgendermaßen: Man nehme das interessante (weil metallhaltige) Gestein (= Erz), und zerkleinere es erstmal. Das ist für die folgenden Aufbereitungsschritte unerlässlich, denn oft sind die Erzminerale eng mit uninteressanten Mineralen verwachsen.
Je nachdem, wie klein und eng verwachsen die Minerale miteinander sind, muss man das Erz unterschiedlich klein brechen oder mahlen. Definitiv im mm-Bereich, oft auch im µm-Bereich.
Dann wird nach stofflichen Eigenschaften getrennt (jetzt wirds interessant!). Da gibts haufenweise Möglichkeiten: Kohle kann man beispielsweise vom umgebenden Gestein trennen, weil sie in Wasser schwimmt. Manche Minerale (z.B. Magnetit) lassen sich von einem Magneten anziehen.
Wieder andere Minerale sind radioaktiv, oder haben eine extrem hohe Dichte, wodurch sie sich in einem bewegten Medium von Mineralen mit geringerer Dichte trennen.
Was hier so geschraubt klingt, ist genau das, was beim "Goldwaschen" passiert!
Was hier so geschraubt klingt, ist genau das, was beim "Goldwaschen" passiert!
Wenn man Glück hat, hat man nach diesem Schritt schon seinen Rohstoff separiert (z.B. Goldnuggets). Leider ist das selten der Fall, da - dramatisch ausgedrückt - die "guten" Lagerstätten fast überall schon weg sind und jetzt nur noch die übrig sind, wo Erz ganz fein verteilt ist.
Also, häufiger nächster Schritt: Flotation! Das ist die "Trennung von Stoffen anhand der Benetzbarkeit ihrer Oberfläche". Oder anders ausgedrückt: Wird das Zeug nass, wenn ich es in Wasser tu (hydrophil), oder stößt es Wasser ab (hydrophob)?
Dazu nehme man einen Behälter mit Wasser, werfe da sein fein zermahlenes Gestein rein, und puste von unten kleine Luftblasen rein. Die hydrophoben Minerale pappen mit den Luftbläschen zusammen und werden nach oben getragen. Hydrophile Minerale bleiben davon unbeeindruckt.
Ganz so einfach ist es leider nicht - viele Minerale lassen sich erst dann vernünftig trennen, wenn sie vorher mit entsprechenden Chemikalien behandelt worden sind. Das sind unter anderem...
... "Schäumer" (stabilisieren die Luftblasen), "Drücker" (beschwerden die hydrophilen Minerale) und "Sammler" (machen die hydrophoben Minerale noch hydrophober).
Das Ergebnis ist dann ein Schaum voller Erzstaub, der abgeschöpft und werden kann:
Das Ergebnis ist dann ein Schaum voller Erzstaub, der abgeschöpft und werden kann:
Genau diese Chemikalien aus der Flotation sind eines der Probleme in der Aufbereitung, da sie oft nicht wieder in den Kreislauf zurückgeführt werden können und gern mal toxisch sind.
Ein Sonderfall ist hier Zyanid, das in der Goldgewinnung oft das Mittel der Wahl ist. Es ist extrem toxisch, aber immerhin leicht abbaubar. Schon die alltägliche UV-Strahlung zersetzt Zyanid schnell in harmlose Abbauprodukte, man muss es also nur lange genug sicher verwahren.
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