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2.3 – Metallische Rohstoffe

Metallische Rohstoffe bilden eine unverzichtbare Lebensgrundlage der modernen Industrie- und Dienstleistungsgesellschaften. Die Exploration und Erzeugung von Metallen und Industriemineralen stehen am Beginn der industriellen Wertschöpfungskette. Der Bedarf an Metallen ist in den letzten Jahren durch die anwachsende Weltbevölkerung gestiegen. Das hat weltweit zu erhöhten Anstrengungen in der modernen Lagerstättenforschung an Land und im marinen Bereich geführt. Neue Explorations-, Bergbau- und Aufbereitungstechnologien wurden entwickelt und wirtschaftsgeologische Zusammenhänge erforscht.

Industrieländer wie Deutschland sind mangels eigener Metallrohstoffvorkommen meist nahezu vollständig auf den Import metallischer Rohstoffe angewiesen. Deutschlands technologisch hoch entwickelte und weltweit bedeutende Recyclingindustrie kann den Bedarf nur zu einem Teil decken. Deutschland muss daher einen freien Zugang zu den Weltmärkten und zu neuen Erzlagerstätten haben, um die Metallindustrie mit den benötigten Rohstoffen zu versorgen. Auch Zukunftstechnologien aus allen Branchen haben einen hohen Bedarf an Metallen und deshalb haben Industrie, Politik und Wissenschaft die Aufgabe, die Rohstoffversorgung auch bei schwankenden Marktbedingungen dauerhaft und langfristig sicherzustellen.

Import metallischer Rohstoffe

Mit dem zu erwartenden Aufschwung der Weltwirtschaft in den kommenden Jahren werden die Rohstoffpreise erneut anziehen. Spätestens dann wird weltweit wieder verstärkt prospektiert und exploriert werden. Bisher unerforschte Regionen und wenig untersuchte Lagerstättentypen werden im Fokus der Erkundung stehen. Zusätzlich werden neue effiziente und nachhaltige Bergbau- und Aufbereitungstechnologien benötigt. Forschung und Bildung sind der Schlüssel, um diese Herausforderungen zu meistern und die deutsche Wirtschaft und Wissenschaft wettbewerbsfähig zu machen. In Deutschland hat man die Ausbildung von Lagerstättengeologen, Berg- und Aufbereitungsingenieuren und verwandten Fachkräften in der Vergangenheit stark vernachlässigt. In Zukunft sollten die Ausbildungs- und Forschungskapazitäten, insbesondere auch modernste technisch-analytische Kapazitäten, verbessert und weiterentwickelt werden.

Wissenschaftliche Herausforderungen

In den kommenden Jahren wird man sich in Europa wieder auf Rohstoffe besinnen, insbesondere auf alternative Rohstoffe. Diese müssen im Detail untersucht und neu bewertet werden. Weltweit werden außerdem abgelegene und wenig erforschte Regionen erkundet werden und im Fokus der Forschung stehen.

Auf der technischen Seite der Rohstoffgewinnung werden neue Explorationsmodelle und Explorationsstrategien immer wichtiger. Dazu gehören so genannte Proximitätsindikatoren für Lagerstätten oder die 3D- und 4D-Modellierung. Neue Modelle berechnen zum Beispiel die Stoffflüsse in der Erdkruste oder die Prozesse, bei denen Metallerze entstehen. Neue Lagerstättentypen, zum Beispiel nicht-sulfidische Zink- oder Nickel-, aber auch Platinerze sind ebenso von Interesse wie spezielle Erztypen, die Metalle für Zukunftstechnologien enthalten. Zu diesen Metallen zählen Gallium, Indium, Germanium, Scandium, Seltene-Erden-Elemente, Tantal und Platinmetalle. Einige dieser Rohstoffe lassen sich auch am Meeresboden finden, zum Beispiel in Form so genannter Massivsulfide in der Umgebung hydrothermaler Quellen oder als Manganknollen in der Tiefsee. Welche Metalle diese Lagerstätten enthalten und wie hoch die Konzentration etwa von Buntmetallen, Stahlveredlern, Edelmetallen oder elektronischen Metallen ist, muss noch untersucht und bewertet werden. Besonders der offene Ozean gilt noch als ‚Terra inkognita’. Im Vorfeld einer zukünftigen industriellen Produktion kann die Forschung hier wichtige Weichen stellen. Um Erze und Reststoffe nachhaltiger zu nutzen, sollten auch Begleitmetalle und Nebenkomponenten extrahiert und gewonnen werden. Das kann bei der Aufbereitung verschiedenster Erztypen geschehen, aber auch bei der Aufbereitung so genannter Bergbaureststoffe, die zum Beispiel in Halden zu finden sind.

Exploration

Links: Querschnitt durch eine Manganknolle. Die Farben zeigen die relative Anreicherung verschiedener Metalle in Lagen. Farbcode: Kupfer – rot, Kobalt – grün, Nickel – blau. Rechts: Manganknollenpflaster am Meeresboden. Weil die Knollen den Meeresboden dicht bedecken, sind die Vorkommen als potenzielle Lagerstätten interessant (Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Hannover )

Um die Markttransparenz von Warenströmen zu erhöhen, kann ein Herkunftsnachweis für Erze und Zwischenprodukte eine große Hilfe sein. Er könnte dazu dienen, Rohstoffe zu zertifizieren. Wirtschaftsgeologische Zusammenhänge, zum Beispiel das Zusammenspiel von Angebot und Nachfrage auf den Rohstoffmärk­ten, müssen erforscht werden, um neue Entwicklungen auf dem Rohstoffsektor rechtzeitig zu erkennen.Es stellt sich zum Beispiel die Frage, wie sich Zukunftstechnologien auf die Rohstoffmärkte auswirken und welche Rohstoffe sich durch andere Materialien ersetzen lassen.

Wirtschaftsgeologie

Neue Lagerstätten sind nur schwer zu finden. Ebenso schwierig ist es, bekannte Vorkommen bei abnehmenden Wertstoffgehalten wirtschaftlich und umweltverträglich zu nutzen. Daher sind verbesserte Verfahren notwendig, von der Prospektion über den Betrieb bis zur Schließung. So müssen zum Beispiel neue Bohrverfahren entwickelt werden. Der Bohraufwand sollte optimiert werden, zum Beispiel, indem wichtige Messungen bereits während des Bohrens durchgeführt werden. Diese Bohrlochvermessung wird als Logging While Drilling, kurz LWD bezeichnet. Mobile Analysegeräte für die Felduntersuchung sollten weiterentwickelt werden. Zudem sind verbesserte geophysikalische Methoden erforderlich, die tiefer in den Untergrund eindringen und verschiedene geologische Schichten besser unterscheiden können als bisher.

Ansicht auf das Goldbergwerk Geita in Tansania

Ansicht auf das Goldbergwerk Geita in Tansania. Neuen Konzepten zur Entstehung von Lagerstätten ist es zu verdanken, dass dieses Vorkommen in den 90er Jahren entdeckt wurde (Foto: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), Hannover )

Es ist in der Zukunft notwendig, die Abbautechniken zu optimieren, beginnend beim Bohren und Sprengen, über Lade- und Transportvorgänge bis zur Aufbereitung.

Um Lagerstätten insbesondere gegen Ende des Betriebs optimal nutzen zu können, muss über neue Abbauverfahren nachgedacht werden, zum Beispiel den so genannten Endböschungsbergbau. Bio­logische Methoden sind eine interessante Möglichkeit, um Metalle aus Erzen zu extrahieren. Beim so genannten Biomining laugen Mikroben Metalle aus einem Erz heraus. Bei der Biooxidation lösen die Mikroorganismen Minerale komplett auf. Beide Verfahren sollten erforscht und entwickelt werden.

Gleichzeitig sollten die Folgeerscheinungen des Bergbaus vermindert werden. Es ist nötig, die bergbaubedingten Abfälle zu reduzieren, indem zum Beispiel Erze bereits untertage von taubem Gestein getrennt werden. Später entstehende Abfälle sollten wieder untertage gebracht und dort zum Verfüllen verwendet werden, um das Grubengebäude zu stabilisieren. Oberirdisch gelagerte Bergbauabfälle können biologisch saniert werden.

Wenn die Folgenutzungsmöglichkeiten stillgelegter Bergbaubetriebe verbessert werden, verbessert sich die Lebensqualität der Bevölkerung. Werden stillgelegte Bergwerke rekultiviert, entstehen zum Teil gerade wegen der Bergbau-Vergangenheit einzigartige Biotope.

Gesellschaft, Industrie und Politik in Deutschland haben mittlerweile erkannt, dass Rohstoffe keinesfalls auf Dauer billig und jederzeit verfügbar sind. Die derzeitige Umbruchphase bietet der deutschen Forschungslandschaft die Chance, sich thematisch neu zu orientieren und sich in Richtung einer nachhaltigen Rohstoffforschung auszurichten.

zuletzt geändert am 2014-08-26 11:05:01 durch Jana Stone | Impressum