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Erzsand: Wie Bergbauabfälle zur zweitwertvollsten Ressource der Welt werden könnten

Der Sand am Meer ist begrenzt. ©Rob Wilkinson / Alamy
Der Sand am Meer ist begrenzt. ©Rob Wilkinson / Alamy

Geht es um wertvolle Ressourcen, denken einige wohl an Gold und Silber, vielleicht auch an Lithium. Sand ist hingegen eine Ressource, auf die vielleicht zunächst vergessen wird. Dabei ist sie die zweitgrößte geförderte und gehandelte Ressource der Welt, nach Wasser, so die UNEP, das Umweltprogramm der Vereinten Nationen.

40 bis 50 Milliarden Tonnen Sand werden jährlich verbraucht, so die UNEP, anlässlich des 2019 erschienen Berichtes Sand and sustainability: Finding new solutions for environmental governance of global sand resources. Die Tendenz ist weiter steigend. Ein Großteil wird für Beton verbraucht, aber auch im Straßenbau, in der Glasproduktion, Elektronikchips und vielen anderen Dingen des Alltages findet sich die Ressource. Das führt dazu, dass riesige Mengen aus  Meeren, Flüssen, Stränden und Steinbrüchen abgebaut werden. Hinzu kommt: Sand ist nicht gleich Sand und nicht jeder eignet sich gleichermaßen als Bauzutat.

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Abfall als mögliche Lösung

Forschende der Universität Genf (UNIGE) und des Sustainable Minerals Institute (SMI) der Universität Queensland haben aber nun möglicherweise einen Ansatz gefunden, diese Problematik zu lindern. Sie wollen einen bisherigen Abfallstoff zu der wertvollen Ressource verwandeln. Der Abfallstoff entsteht im Bergbau, beim Abbau von mineralischen Rohstoffen. Etwa 30 bis 60 Milliarden Tonnen fallen jährlich von diesem Bergbauabfällen an, so die Forschenden. Das mache diese zum größten Abfallstrom der Erde.

Und genau diese Ressource soll jetzt genutzt werden. Einer der Studienautoren, Daniel Franks von der Universität Queensland,  sieht darin gleich ein doppeltes Potenzial. „Die Abtrennung und Wiederverwendung dieser sandähnlichen Materialien, bevor sie dem Abfallstrom zugeführt werden, würde nicht nur das Abfallvolumen erheblich reduzieren, sondern könnte auch eine verantwortungsvolle Sandquelle schaffen“, ist dieser überzeugt.

Im Rahmen einer 12-monatigen Studie wurde diese These auch in der Praxis überprüft. Dafür untersuchten sie Proben einer Eisenerzverarbeitungsanlage des Eisenerzproduzenten Vale im brasilianischen Bundesstaat Minas Gerais. Bei dem weltweit agierenden Bergbauunternehmen fallen jährlich Millionen von Tonnen an Bergbauabfällen an, welche entsprechend gelagert werden müssen. In der Vergangenheit kam es dabei bereits zu tödlichen Unfällen, durch Dammbrüche im Absatzbecken.

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Proben-Analyse zeigt Potenzial

Laut den Forschenden, konnten diese nach einer Analyse der chemischen Eigenschaften und einiger Veredelungsvorgänge ihrer Proben nachweisen, dass ein Teil des Materialstroms, welcher sonst als Abfallstoff  enden würde, als Ersatz für Bau- und Industriesand verwendet werden könnte, ähnlich wie recycelter Beton und Stahlschlacke. Wenn sich dieses Resultat nicht nur auf Eisen-, wie bei den entnommenen Proben, sondern auch auf andere Mineralerze übertragen ließe, bestehe das Potenzial für eine erhebliche Verringerung der weltweiten Bergbauabfälle, geben die Forschenden in einer Mitteilung an.

Laut den Forschenden, hätte der Erzsand neben der Verringerung des Abfallaufkommens und dem Decken des Sand-Bedarfes, zudem das Potenzial, zu einer Nettoreduktion der Kohlenstoffemissionen bei der Sandproduktion. Allerdings verweisen sie darauf, dass die Transportemissionen ebenfalls ein wichtiger Aspekt sind. Je weiter der Erzsand transportiert werden muss, desto weniger oder keinen Einfluss hat dieser auf eine Reduzierung der Emissionen bei der Sandproduktion.

In ihrer Studie haben die Forschenden auch Aufkommen und Bedarf daher untersucht. Mit dem Ergebnis: Laut dem Bericht findet sich bei fast einem Drittel aller möglichen Abbaustätten für Erzsand im Umkreis von nur fünfzig Kilometern eine ausreichend hohe Nachfrage für Sand. „Dies könnte dazu beitragen, das Volumen der anfallenden Abraumhalden an jedem Standort um mindestens 10 % zu verringern“, so Mitautor Franks. Zudem könnte ihm zufolge China potenziell eine Milliarde Tonne seines Sandbedarfs mit Erzsand decken.

Ergebnisse präsentiert

In einem weiteren Schritt steht aber nun zunächst die  Zusammenarbeit mit weiteren Marktteilnehmenden an, in welchen die weiteren Eigenschaften des Erzsandes überprüft werden sollen. Unabhängig davon, haben die Forschenden ihre Ergebnisse der Studie aber bereits auf der fünften Umweltversammlung der Vereinten Nationen (UNEA) vorgestellt. Diese fand vom 28. Februar bis 2. März 2022 in Nairobi, Kenia statt und ebnete den Weg für ein globales Plastikabkommen. Die Exekutivdirektorin des UN-Umweltprogramms (UNEP), Inger Andersen bezeichnete dieses als das „wichtigste internationale multilaterale Umweltabkommen seit dem Pariser Klimaabkommen“, wir berichteten.

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Bereit 2019 stimmten die UN für eine UNO-Resolution, welche eine Stärkung der wissenschaftlichen, technischen und politischen Kenntnisse über Sand fordert. So sollen globale Strategien und Maßnahmen zur umweltgerechten Gewinnung und Nutzung der natürlichen Ressource unterstützt werden. Dieser Forderung sind die Forschenden nun nachgegangen. Ob sich so der massive Verbrauch der Ressource Sand stillen lässt, wird sich zeigen.

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