De afgelopen 200 jaar is de vraag naar metaal zo sterk toegenomen, dat sommige metalen waarschijnlijk zeer schaars worden.

Sommige metalen, zoals goud, worden in zuivere of vrij zuivere vorm gevonden. De meeste metalen worden echter uit ertsen gewonnen. Ertsen zijn delfstoffen die metalen of andere waardevolle substanties bevatten en die op een rendabele manier gewonnen kunnen worden. Goud was misschien wel het eerste metaal dat door de prehistorische mens werd ontdekt. Het kon gemakkelijk bewerkt worden tot waardevolle objecten met een prachtige kleur en glans. Andere metalen moesten uit ertsen worden uitgesmolten. Er zijn aanwijzingen dat 7000 jaar geleden koper werd gewonnen uit het gemakkelijk uit te smelten groene erts malachiet.

Het ontstaan van ertsen

Veel ertsen worden gevormd als magma afkoelt. We spreken dan van endogene ertsafzettingen. Magma is een ingewikkeld mengsel van elementen (stoffen die niet in andere stoffen op te splitsen zijn), waaronder metalen. Als magma afkoelt, kristalliseren de mineralen in een bepaalde volgorde uit. Allereerst kristalliseren de gewonere mineralen uit, zoals veldspaat, kwarts en mica, en vormen rotslagen van meestal graniet. Andere mineralen zoals chroomijzersteen (chroomerts) scheiden zich al vroeg af en zinken naar de bodem van het magma (magmatische ertsafzettingen). Een deel van het restmagma wordt in spleten in het nieuwe gesteente geperst, waar zich grote kristallen vormen (pegmatitische ertsafzettingen).Ander materiaal wordt in scheuren in het omliggende gesteente afgezet. Uiteindelijk blijven alleen vloeibare oplossingen over (hydrothermale oplossingen), die vaak rijk zijn aan zeldzame elementen en grote afstanden kunnen afleggen alvorens zich in spleten en holtes af te zetten.

Exogene ertsafzettingen zijn het gevolg van de werkingen van rivieren, zeeën, wind, planten en dieren, die voor erosie zorgen en het afgebroken gesteente in de vorm van bijvoorbeeld zand en modder vervoeren. De erosie legt ertsen bloot of breekt ze af en vervoert ze vervolgens om ze elders weer af te zetten. In zulke afzettingen komen vaak grote concentraties zware metalen voor.

De derde groep wordt gevormd door de metamorfogene ertsafzettingen: afzettingen van ertsen die al eerder aanwezig waren, maar door natuurkundige of scheikundige processen zijn omgevormd. Een voorbeeld hiervan is ijzersteen, waarbij ijzer vanuit water in het gesteente is afgezet. In de natte tropen zorgt een chemische reactie ervoor dat van gesteenten die rijk zijn aan aluminiumsilicaten de silicaten opgelost worden. Wat overblijft zijn mineralen die rijk zijn aan bauxiet (aluminiumerts). Andere metalen worden door zuur regenwater opgelost en afgezet in gesteenten ver onder het aardoppervlak.

Exploratie

Ooit was het zoeken naar metalen een kwestie van puur geluk, maar tegenwoordig worden wetenschappelijke methoden gebruikt. Van geschikte gebieden worden geologische kaarten gemaakt, vaak met behulp van lucht- of satellietfoto’s. Mensen die naar metalen zoeken, analyseren soms ook de chemische samenstelling van de bodem, het water en de planten. Dit zegt veel over de aanwezigheid van bepaalde mineralen. Met behulp van instrumenten die kleine hoeveelheden van en reacties op elektriciteit, magnetisme en zwaartekracht in gesteente meten, kunnen geofysici gesteenten die rijk zijn aan mineralen onderscheiden van gesteenten die dat niet zijn. Als men denkt ertsen gevonden te hebben, boort men gaten om erachter te komen hoeveel erts er zit en wat de kwaliteit van dat erts is. Er zijn drie soorten mijnbouw. Als de ertsen aan of vlak onder de oppervlakte liggen, worden ze via dagbouw gewonnen. Liggen ze op de bedding van een rivier of meer, dan kunnen ze worden opgeschept of opgedregd. De duurste vorm van mijnbouw vindt plaats in ondergrondse mijnen.

Eén van de grootste goudmijnen ter wereld ligt in West Driefontein (Zuid-Afrika)

Goud wordt in Zuid-Afrika gedolven. Meer dan tweevijfde van de wereldproduktie komt hier vandaan. Andere producenten zijn de voormalige Sovjet-Unie, de V.S., Australië en Canada.

De jaarlijkse produktie van zilver is ongeveer 13.000 ton. De belangrijkste producenten zijn Mexico en Peru.

IJzer is op drie na het meest voorkomende element in de aardkorst. De wereldproduktie bedraagt meer dan 540 miljoen ton per jaar. De belangrijkste producenten zijn de voormalige Sovjet-Unie, China, Australië, Brazilië en de V.S.

De koperproduktie bedraagt ongeveer 8,6 miljoen ton per jaar. De belangrijkste producenten zijn de V.S., de voormalige Sovjet-Unie en Canada. Eénderde komt uit Chili, Zambia, Zaïre en Peru, landen die voor een belangrijk deel afhankelijk zijn van koper.

Bauxiet is een materiaal dat wisselende hoeveelheden aluminiumoxyde bevat, de belangrijkste bron van aluminium. Aluminium is het meest voorkomende metaal in de aardkorst, maar de produktie bedraagt slechts 19 miljoen ton. Het meeste komt uit de V.S., de voormalige Sovjet-Unie, Canada, Duitsland en Japan.

Recycling

De industrie is afhankelijk van zo’n 80 verschillende metalen. Sommige komen veel voor, maar vele zijn schaars. Er zijn maar weinig ontginbare afzettingen van hoge kwaliteit. Zo vormt koper slechts 0,007% van de aardkorst, tin 0,004%, lood 0,0016%, uranium 0,0004%, zilver 0,000001% en goud zelfs maar 0,0000005%

Sommige experts vrezen dat de industrie de afzettingen van bepaalde mineralen te snel verbruikt en voorspellen dat sommige metalen binnenkort schaars worden. Daarom is het noodzakelijk dat gebruikte metalen worden gerecycleerd. Volgens experts komt de helft van het ijzer en een derde van het aluminium dat de industrie gebruikt nu al van schroot.

Recycling heeft belangrijke voordelen, minder milieuvervuiling en aanzienlijke energiebesparing doordat het metaal niet meer aan het erts hoeft te worden onttrokken. Om een ton aluminium uit schroot te halen is slechts 5% van de energie nodig die normaal wordt gebruikt om dezelfde hoeveelheid uit erts te halen.

 

 

Meer reacties weergeven