Die Eisenerzgewinnung hat in allen Phasen Umweltauswirkungen, darunter Bohren , Aufbereitung und Transport.
Dies ist die Folge der erheblichen Menge an umweltgefährdenden Eisenerzrückständen – festen Abfällen, die bei der Aufbereitung von Eisenerzkonzentraten entstehen –, die in die Umwelt freigesetzt wurden.
Ein als Eisenerz bekanntes Gestein lässt sich leicht abbauen und transportieren, enthält genügend Eisen und ist profitabel zu fördern. Die in Erzen am häufigsten vorkommenden Formen von Eisen sind Siderit (FeCO3), Limonit (FeO(OH)・n(H2O)), Goethit (FeO(OH)), Magnetit (Fe3O4) und Hämatit (Fe2O3). Die beiden häufigsten Formen von Eisenerz sind Magnetit und Hämatit.
Die Stahlproduktion verbraucht über 98 % des weltweit verfügbaren Eisenerzes. Eisenerz ist ein wichtiger Rohstoff zur Gewinnung von metallischem Eisen. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Metallen müssen Abbau und Verarbeitung kontinuierlich erfolgen, wodurch große Mengen an flüssigen und festen Abfällen entstehen.
Während des Extraktionsprozesses fallen große Mengen an Rückständen an, die gefährliche Elemente enthalten, darunter Fe, Mn, Cu, Pb, Co, Cr, Ni und Cd. Schätzungsweise 32 % des entnommenen Eisenerzes liegen immer noch in Form von Rückständen vor.
In den Abwässern des Eisenerzbergbaus finden sich hohe Konzentrationen an gelöstem Eisen und Schwebstoffen, die die Chemie des Wassers und die Bioverfügbarkeit von Metallen verändern.
Bergbau und Verarbeitung
Um die Metalle zu extrahieren und in metallische (chemisch ungebundene) Form umzuwandeln, werden Erze typischerweise abgebaut und dann verschiedenen mechanischen und chemischen metallurgischen Prozessen unterzogen. Bei der Gewinnung von Metall aus Erzen sind drei verschiedene Arten von Vorgängen erforderlich.
- Die Erzaufbereitung oder Metalltrennung
- Die erste chemische Reinigung
- Reduktion von Metall, meist mit dazwischen liegender Raffinationsbehandlung.
Die Gewinnung von Eisen aus seinem Erz umfasst mehrere Schritte: Zuerst werden die wertvollen Mineralien von der Gangart bzw. den Abfallelementen getrennt, und dann wird das Eisenerz kalziniert, um ein wertvolles Metall herzustellen.
Der Großteil der Verarbeitung findet in Hochöfen statt, in denen Eisenerz zunächst zu Roheisen reduziert und dann, je nach Ofentyp, in dem es erhitzt wird (Kupol-, Puddel- oder OH-Öfen), zu Stahl, Gusseisen, reduziert wird und Schmiedeeisen.
Zu den gängigen Gewinnungstechniken für Eisenerz gehören Sprengungen, Bohrungen und allgemeine Aushubarbeiten. Der Großteil des Eisenerzes wird im Tagebau gefördert.
Um intaktes Gestein aufzubrechen und zu lockern und die Gewinnung von Erz und anderen Materialien zur Lieferung an eine Verarbeitungsanlage, eine Halde oder eine Mülldeponie zu ermöglichen, werden Sprengstoffe in Löcher gebohrt und abgefeuert. Dieser Vorgang wird als Eisenerzstrahlen bezeichnet.
Die Eisen- und Stahlproduktionsanlage kann das Eisenerz erhalten, sobald es aus der Erde gewonnen wird. Das Erz wird normalerweise aus einem Eisenerzkonzentrat aufbereitet, das normalerweise mehr als 60 % Eisen enthält, wenn es weniger als 60 % Eisen enthält.
Dies wird erreicht, indem die wertvollen Mineralien von den Eisenmineralien getrennt werden, typischerweise durch Schaumflotation, Schwerkraft oder magnetische Methoden.
Umweltauswirkungen des Eisenerzbergbaus
- Air Quality
- Säure Rock Drainage
- Feuchtgebiete und Flora
- Megafauna
- Wasserqualität
- Körperliche Störungen
- Öffentliche Sicherheit
1. Luftqualität
Die Hauptemissionsquellen während der Bau- und Betriebsphase sind Begasungsstaub aus dem Maschinenbetrieb und Verbrennungsprodukte wie Stickoxide, Kohlendioxid, Schwefeldioxid und Kohlenmonoxid.
Sowohl in der Bau- als auch in der Betriebsphase sind Heizölkessel, der Straßenverkehr vor Ort und Dieselgeneratoren die Hauptquellen der mit der Verbrennung verbundenen Emissionen.
Emissionen von Feinstaub können durch Maschinenbewegungen, Aushubarbeiten und Rodungen entstehen. Das Be- und Entladen von Erz, das Zerkleinern von Erz, die Erosion von Halden und Staub von nahegelegenen Förderanlagen sind mögliche Quellen für Feinstaub während des Betriebs.
Aufgrund täglicher Wetterschwankungen stehen diffuse Staubemissionen in direktem Zusammenhang mit der Menge der gestörten Flächen und der Aktivitätsintensität.
Die industrielle Luftverschmutzung wirkt sich vor allem auf die Tierwelt durch direkte Sterblichkeit, lähmende Krankheiten und Verletzungen im Zusammenhang mit der Industrie sowie physiologischen und psychischen Stress aus.
An bestimmten Standorten wurden Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen von Gas- und Partikelemissionen aus früheren Schmelztätigkeiten auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt geäußert.
Heutige Hütten verwenden Verfahren, die den Ausstoß von Schwefeldioxid und Feinstaub drastisch reduzieren, weil sie wissen, wie wichtig es ist, diese Auswirkungen zu minimieren und zu mildern.
Da Schwefeldioxid in Verbindung mit atmosphärischem Wasserdampf Schwefelsäure erzeugt, die manchmal auch als „saurer Regen“ bezeichnet wird, war dies früher der am häufigsten gemeldete Grund zur Sorge.
Die Böden, in denen sich diese Emissionen ablagern, können versauern, was bestehende Pflanzen schädigen und ihr Wachstum verhindern kann.
Aufgrund der Umweltauswirkungen der historischen Verhüttung sind Hütten von unfruchtbaren Gebieten umgeben. Nach jahrzehntelangen Schäden beginnen einige Bereiche endlich zu heilen. In bestimmten Fällen könnten die Emissionen historischer Metallhütten schädlich für die menschliche Gesundheit gewesen sein.
Beispielsweise wurden während des Betriebs einer Blei-Zink-Schmelzanlage höhere Bleiwerte im Blut bestimmter in der Nähe ansässiger Personen gemessen.
Umweltkontrollen werden zunehmend in Schmelzbetriebe integriert, um potenzielle Gesundheits- und Umweltrisiken im Zusammenhang mit Emissionen zu mindern.
2. Saure Gesteinsentwässerung
Säuren entstehen, wenn sich schwefelhaltige Mineralien und Verbindungen in Gesteinen mit Sauerstoff und Wasser verbinden.
Die häufigste chemische Reaktion, die im Bergbau stattfindet, ist Schwefelsäure.
Im Rahmen des Aufbereitungsprozesses müssen die umgebenden Mineralien aufgelöst werden, wodurch Metalle und Verbindungen in die umliegenden Süßwasserkörper, Flüsse und die Atmosphäre freigesetzt werden, die zuvor mit dem Gestein verbunden waren.
Auch wenn Säuren vor Störungen auf natürliche Weise entstehen können, erhöht der Bergbau in der Regel die produzierte Säuremenge, was zu Umweltungleichheiten führt. Als saure Minenentwässerung wird dieser Prozess bezeichnet (AMD).
Bei vielen Fischen und anderen Wasserlebewesen sowie Landtieren, die Wasser aus kontaminierten Quellen verbrauchen, besteht die Gefahr von Gesundheitsproblemen aufgrund der durch AMD erzeugten Säuren.
Viele Metalle werden mobiler, wenn das Wasser saurer wird, und in großen Mengen werden diese Metalle für die meisten Lebewesen giftig.
3. Feuchtgebiete und Flora
Bestimmte Bergwerke müssen angrenzende Feuchtgebiete trockenlegen , um die Anlagen zu kühlen und die Aufbereitung durchzuführen. Dies beeinträchtigt die Menge und Qualität des flussabwärts fließenden Wassers sowie die dortige Flora und Fauna. Sümpfe, Moore, Flachwassergebiete usw. sind Beispiele für Feuchtgebiete.
In der Biosphäre erfüllen Feuchtgebiete vielfältige Aufgaben wie das Sammeln und Speichern von Oberflächenabflüssen, die Kontrolle von Flussflüssen, die Minimierung von Erosion und natürlichen Überschwemmungen, die Reinigung und Reinigung von Wasser, die Auffüllung der Grundwasservorräte und die Bereitstellung von Lebensraum für Flora und Fauna. Es bewirkt etwas.
Um alternative Landnutzungen, einschließlich Landwirtschaft, Urbanisierung, industrielle Entwicklung und Erholung, zu ermöglichen, werden Feuchtgebiete in ihrem natürlichen Zustand verändert.
4. Megafauna
Bestimmte Arten sind anfälliger für Abbau und Transformation als andere. Der Eisenerzabbau umfasst eine Vielzahl von Vorgängen, die die meisten Aspekte der Ökologie berühren. Kolossale Lebewesen wie Wölfe, Karibus und Schwarzbären gelten als Megafauna.
Diese Art von Wildtieren reagiert empfindlich auf den Lärmpegel, der durch Eisenerzbergbau und Infrastrukturprojekte verursacht wird, und zeigt während der Brunstzeit sowie kurz vor und nach der Geburt ihrer Jungen bemerkenswerte Verhaltensänderungen.
Störungen dieser Art können dazu führen, dass Tiere längere Strecken zurücklegen, was ihre Chancen auf eine erfolgreiche Fortpflanzung und den Hunger verringert.
5. Wasserqualität
Wasser gehört zu den primären natürlichen Ressourcen, die durch die Gewinnung von Eisenerz geschädigt werden. Je weiter man vom Eisenerzbergbau entfernt ist, desto geringer ist die Umweltverschmutzung. Saures Wasser löst Metalle aus gestörten Gebieten und trägt sie flussabwärts in den Ozean.
Durch den Abbau von Eisenerz werden Gewässer verunreinigt . Wenn metallhaltiges Erz beim Abbau freigelegt wird, anstatt dass das Erzgestein auf natürliche Weise durch Erosion freigelegt wird, und wenn das abgebauten Erz während der Aufbereitung an die Oberfläche gelangt, erhöht sich das Risiko einer Verunreinigung.
6. Körperliche Störungen
Die größten physischen Störungen treten am Minenstandort während des eigentlichen Bergbaubetriebs auf, beispielsweise beim Tagebau und bei der Entsorgung von Gesteinsabfall. Bergbaugebäude, darunter Büros, Geschäfte und Industrien, die normalerweise nur einen kleinen Teil des gestörten Gebiets einnehmen, werden nach der Schließung eines Bergwerks entweder geborgen oder abgerissen.
Die Tagebau- und Abfalldeponien sind die primären sichtbaren und ästhetischen Auswirkungen des Bergbaus. Relativ kleine Abfallgesteinsdeponien mit einer Fläche von einigen Acres bis mehreren Dutzend Acres (0.1 km2) werden normalerweise im Untertagebergbau gefördert.
Diese Bereiche befinden sich meist in der Nähe von unterirdischen Anlagenöffnungen. Der Tagebau hat eine größere visuelle und physische Wirkung als der Untertagebergbau, da er ein größeres Gebiet betrifft.
Große Mengen Abraumgestein werden aus der Grube abtransportiert und in den umliegenden Gebieten abgeladen, da die Menge an Abraumgestein, die im Tagebau anfällt, in der Regel zwei- bis dreimal so groß ist wie die Menge des geförderten Erzes.
Schlackenhalden, Laugungshaufen und Abraumhalden sind einige Arten von behandelten Müllhalden, die es in verschiedenen Größen gibt, von denen einige recht groß sind.
Einige der größten industriellen Speicherbecken sind Hunderte von Fuß (etwa 100 Meter) dick und erstrecken sich über Tausende von Hektar (zehn Quadratkilometer), wie im Fall des Kupfertagebaus.
Ein Haufenlaugungshaufen kann einen Durchmesser von etwa 100 Metern oder eine Größe von 0.1 bis 1 km2 haben.
7. Öffentliche Sicherheit
Alte Bergbaustätten sind für Menschen von Natur aus faszinierend, können aber auch gefährlich sein. Sie könnten faszinierende historische Gebäude, offene oder versteckte Zugänge zu unterirdischen Anlagen oder Oberflächengruben enthalten.
Ein weiteres Sicherheitsrisiko an manchen Bergbaustandorten ist das Absinken des Bodens. An Stellen, an denen sich unterirdische Anlagen der Oberfläche angenähert haben, kann es zu einem fortschreitenden Absinken des Bodens kommen.
Diese werden in der Regel markiert und gemieden, da es jederzeit zu einem ungeplanten Einsturz kommen kann.
Moderne Minenbesitzer verringern die mit der Schließung verbundenen Risiken, indem sie Minenanlagen abdichten, Oberflächenaushubarbeiten zur Verringerung ihrer Steilhänge neu gestalten und Bauwerke erhalten oder entfernen.
Derzeitige Mineneigentümer, Regierungsorganisationen oder andere interessierte Parteien führen möglicherweise Rekultivierungs- und Sicherheitsminderungsprogramme durch, die sich mit den Gefahren an diesen Standorten in Staaten befassen, in denen alte Bergbaugebiete häufig vorkommen, wie Colorado und Nevada.
Diese Initiativen identifizieren zumindest potenzielle Gefahren, stellen Betretungsverbots- und Warnschilder auf und grenzen gefährliche Bereiche ab. Im Rahmen dieser Maßnahmen können auch Zugänge zu ehemaligen Untertagebauwerken gesperrt werden.
Bestimmte stillgelegte Minenanlagen haben sich zu bedeutenden Lebensräumen für Fledermauskolonien entwickelt. Es können Minenöffnungsverschlüsse angebracht werden, um die Sicherheit der Fledermäuse zu gewährleisten und ihnen den weiteren Zugang zu ermöglichen.
Besonders vorteilhaft ist diese Praxis für gefährdete Fledermausarten. Dem gelegentlichen Besucher solcher Orte wird empfohlen, Vorsicht walten zu lassen und sie nicht zu betreten, da viele alte Bergbaustätten möglicherweise nicht sicher sind.
Fazit
Andererseits schädigt der Eisenerzabbau die Ökologie erheblich. Er beeinträchtigt die umliegende Natur, einschließlich Flora und Fauna, die Qualität von Oberflächen- und Grundwasser sowie die Luftqualität im Abbaugebiet.
Wenn man bedenkt, wie sehr die Bergbauindustrie die Umwelt belastet, muss ihr mehr Aufmerksamkeit geschenkt werden.