De energiemineralen zijn mineralen, metalen, gesteenten en koolwaterstoffen (vast en vloeibaar) die uit de grond worden gewonnen en worden gebruikt in een breed scala van industrieën die verband houden met de bouw, productie, landbouw en energievoorziening.
Energiemineralen worden gebruikt voor de productie van elektriciteit, brandstof voor transport, verwarming van huizen en kantoren of voor de productie van kunststoffen. Energiemineralen zijn onder meer steenkool, olie, aardgas en uranium.
Bijna alle materialen op aarde worden ergens door mensen voor gebruikt. We hebben metalen nodig om machines te maken, grind om wegen en gebouwen te maken, zand om computerchips te maken, kalksteen en gips om beton te maken, of klei om aardewerk te maken.
Op onze beurt gebruiken we goud, zilver, koper en aluminium om elektrische circuits en diamanten te maken, en korund (saffier, robijn, smaragd) voor schuurmiddelen en sieraden.
Minerale bronnen kunnen worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: metallisch en niet-metaalachtig.
Metallische bronnen zijn elementen zoals goud, zilver, tin, koper, lood, zink, ijzer, nikkel, chroom en aluminium. Niet-metalen bronnen zijn materialen of elementen zoals zand, grind, gips, haliet, uranium of afmetingssteen.
Kenmerken van energiemineralen
Een energiemineraal of minerale hulpbron is een gesteente dat is verrijkt met een of meer nuttige materialen. Het vinden en exploiteren van minerale rijkdommen vereist de toepassing van de principes van de geologie.
Sommige mineralen worden gebruikt zoals ze in de bodem zitten, wat betekent dat ze weinig of geen extra bewerking nodig hebben. Bijvoorbeeld edelstenen, zand, grind of zout (haliet).
De meeste minerale hulpbronnen moeten echter worden verwerkt voordat ze worden gebruikt. Bijvoorbeeld: ijzer wordt in overvloed in ertsen aangetroffen, maar het proces van het winnen van ijzer uit verschillende ertsen varieert in kosten, afhankelijk van het erts.
Het is minder duur om ijzer te winnen uit oxidemineralen zoals hematiet (Fe2O3), magnetiet (Fe3O4) of limoniet.
Hoewel ijzer ook wordt geproduceerd in olivijnen, pyroxenen, amfibolen en biotiet, is de ijzerconcentratie in deze mineralen lager en nemen de extractiekosten toe omdat de sterke bindingen tussen ijzer, silicium en zuurstof moeten worden verbroken.
Aluminium is het derde meest voorkomende mineraal in de aardkorst. Het komt voor in de meest voorkomende minerale bronnen van de korst, daarom zijn ze over het algemeen het meest gewild. Dat verklaart waarom het recyclen van aluminium blikjes rendabel is, aangezien het aluminium in de blikjes niet gescheiden hoeft te worden van zuurstof of silicium.
Omdat winningskosten, arbeidskosten en energiekosten in de loop van de tijd en van land tot land variëren, varieert wat een economisch levensvatbare minerale afzetting vormt aanzienlijk in tijd en plaats. Over het algemeen geldt: hoe hoger de concentratie van de stof, hoe goedkoper de mijn.
Daarom is een energiemineraal een hoeveelheid materiaal waaruit een of meer waardevolle stoffen economisch kunnen worden gewonnen. Een mineraalafzetting bestaat uit mineralen die deze waardevolle stof bevatten.
Verschillende minerale hulpbronnen vereisen verschillende concentraties om winstgevend te zijn. De concentratie die economisch kan worden gewonnen, verandert echter als gevolg van economische omstandigheden zoals de vraag naar de stof en de kosten van extractie.
Bijvoorbeeld: de koperconcentratie in de afzettingen heeft door de geschiedenis heen veranderingen laten zien. Van 1880 tot 1960 vertoonde de koperertskwaliteit een gestage daling van ongeveer 3% tot minder dan 1%, voornamelijk als gevolg van een verhoogde mijnefficiëntie.
Tussen 1960 en 1980 steeg deze waarde tot meer dan 1% door stijgende energiekosten en een overvloedig aanbod van goedkopere arbeidskrachten in andere landen.
Goudprijzen variëren dagelijks. Als de goudprijs hoog is, gaan de oude verlaten mijnen weer open en als de prijs daalt, sluiten de goudmijnen.
In landen van de eerste wereld zijn de arbeidskosten momenteel zo hoog dat maar weinig goudmijnen winstgevend kunnen opereren, een situatie die totaal in strijd is met derdewereldlanden, waar goudmijnen veel lagere mineraalconcentraties hebben dan die gevonden in landen van de eerste wereld.
Voor elke stof kunnen we de concentratie bepalen die nodig is in een mineraalafzetting voor winstgevende mijnbouw.
Door deze economische concentratie te delen door de gemiddelde abundantie van de korst voor die stof, kunnen we een waarde bepalen die de concentratiefactor wordt genoemd.
Voorbeelden en overvloed aan energiemineralen
Hieronder vindt u de gemiddelde overvloed aan energiemineralen en concentratiefactoren voor enkele van de meest gezochte minerale bronnen.
Aluminium heeft bijvoorbeeld een gemiddelde abundantie in de aardkorst van 8% en heeft een concentratiefactor van 3 tot 4.
Dit betekent dat een economische afzetting van aluminium tussen de 3 en 4 keer de hoeveelheid van de gemiddelde aardkorst moet bevatten, dat wil zeggen tussen 24 en 32% aluminium, om economisch te zijn.
- Aluminium; 8% van 3 naar 4
- Ijzer; 5,8% van 6 naar 7
- Titanium; 0,86% van 25 tot 100
- Chroom; 0,0096% van 4000 tot 5000
- Zink; 0,0082% van 300
- Koper; 0,0058% van 100 tot 200
- Zilver; 0,000008% van meer dan 1000
- Platina; 0,0000005% van 600
- Goud; 0,0000002% van 4000 tot 5000
- Uranium; 0.00016% van 500 tot 1000
Referenties
- Edens B, DiMatteo I. Classificatiekwesties voor minerale en energiebronnen (2007). Johannesburg: Milieuboekhouding.
- Hass JL, Kolshus KE. Harmonisatie van de classificatie van fossiele energie en minerale hulpbronnen (2006). New York: London Group Meeting.
- Hefferan K, O'Brien J. Earth-materialen (2010). Wiley-Blackwell.
- Mondal P. Minerale hulpbronnen: definitie, typen, gebruik en exploitatie (2016). Hersteld van: www.yourarticlelibrary.com
- Nelson Mineral resources (2012). Hersteld van: www.tulane.edu
- Nikkel E. De definitie van een mineraal (1995). De Canadese mineraloog.
- Wenk H, Bulakh A. Mineralen: hun constitutie en oorsprong (2004). Cambridge University Press.