Πηγή Εικόνας: pixabay στο pexelsΚάθε χρόνο, ο κόσμος καταναλώνει περίπου 50 δισεκατομμύρια τόνους άμμου, αμμοχάλικου και θραυστών λίθων. Η εκπληκτική κλίμακα αυτής της ζήτησης είναι δύσκολο να γίνει αντιληπτή, μπορούμε ίσως να φανταστούμε ότι αντιστοιχεί, ετησίως, σε 12,5 εκατομμύρια πισίνες ολυμπιακών διαστάσεων. Οι τεράστιες αυτές απαιτήσεις καθιστούν την άμμο το στερεό υλικό που χρησιμοποιείται περισσότερο από τον άνθρωπο.
Και μπορεί να μην βλέπουμε την άμμο και το χαλίκι γύρω μας, είναι όμως κρυμμένα στα τσιμεντένια μονοπάτια και τα κτίρια, στο γυαλί των παραθύρων και στα μικροτσίπ που κινούν την τεχνολογία.
Η ζήτηση πρόκειται να αυξηθεί περαιτέρω – ακόμη και παρά το γεγονός ότι η εξόρυξη άμμου και χαλικιού από ποτάμια, λίμνες, παραλίες και ωκεανούς προκαλεί περιβαλλοντική κρίση.
Η άμμος ανανεώνεται με φυσικό τρόπο, αλλά σε πολλές περιοχές, τα φυσικά αποθέματα εξαντλούνται πολύ πιο γρήγορα από ό, τι μπορούν να αναπληρωθούν. Η άμμος της ερήμου έχει συχνά πολύ στρογγυλούς κόκκους για χρήση στις κατασκευές και οι έρημοι βρίσκονται συνήθως μακριά από τις πόλεις, ενώ οι εναλλακτικές λύσεις άμμου που παρασκευάζονται με τη θραύση βράχων είναι ενεργοβόρες και ρυπογόνες.
Σύμφωνα με μία νέα έρευνα, υπάρχει σημαντική ευκαιρία για να δοθεί λύση σε ένα διαφαινόμενο αδιέξοδο, όπως αναφέρει το The Conversation. Κάθε χρόνο, η εξορυκτική βιομηχανία συνθλίβει και απορρίπτει δισεκατομμύρια τόνους των ίδιων ορυκτών ως απόβλητα κατά τη διαδικασία εξόρυξης μετάλλων. Αναλογικά με τον όγκο, τα απόβλητα εξόρυξης είναι η μεγαλύτερη πηγή αποβλήτων που παράγουμε.
Δεν υπάρχει τίποτα μαγικό στην άμμο. Αποτελείται από σωματίδια αποσαθρωμένων πετρωμάτων. Το χαλίκι είναι μεγαλύτερα σωματίδια. Η έρευνα διαπίστωσε ότι οι εταιρείες που εξορύσσουν μέταλλα μπορούν να αποκομίσουν περισσότερα από τα μεταλλεύματά τους, αν το επεξεργαστούν για να παράγουν και άμμο.
Αυτό θα έλυνε δύο προβλήματα ταυτόχρονα: πώς να αποφεύγονται τα μεταλλευτικά απόβλητα και πώς να αντιμετωπίζεται η κρίση της άμμου. Αυτού του τύπου η εξόρυξη αποκαλείται «nose-to-tail», ακολουθώντας την τάση της γαστρονομίας να αξιοποιεί κάθε μέρος ενός ζώου, χωρίς να πετάει τίποτα στα σκουπίδια.
Οι αδυναμίες των αποβλήτων
Τα μεταλλικά θειούχα, οξείδια και ανθρακικά άλατα που μπορούν να μετατραπούν σε σίδηρο, χαλκό και άλλα μέταλλα αποτελούν μόνο ένα μικρό κλάσμα των τεράστιων όγκων μεταλλεύματος που πρέπει να υποστούν επεξεργασία. Κάθε χρόνο, στον κόσμο παράγονται περίπου 13 δισεκατομμύρια τόνοι απόβλητα – το αλεσμένο πέτρωμα που απομένει μετά την εξόρυξη πολύτιμων μετάλλων – και άλλοι 72 δισεκατομμύρια τόνοι απόβλητα πετρωμάτων, τα οποία έχουν ανατιναχθεί αλλά δεν έχουν αλεσθεί.
Εδώ και δεκαετίες, οι επιστήμονες «ονειρεύονται» να χρησιμοποιήσουν τα απόβλητα ως υποκατάστατο της φυσικής άμμου καθώς είναι συχνά πλούσια σε πυριτικά άλατα, που αποτελούν και το κύριο συστατικό της άμμου.
Ωστόσο, έως σήμερα, η πραγματικότητα ήταν απογοητευτική. Τα τελευταία 25 χρόνια έχουν δημοσιευθεί περισσότερες από 18.000 σχετικές μελέτες, όμως, μόνο ελάχιστα ορυχεία έχουν βρει τρόπους να επαναχρησιμοποιήσουν και να πουλήσουν τα απόβλητα.
Οι λόγοι που συμβαίνει αυτό είναι –κυρίως- δύο. Πρώτον, τα απόβλητα σπάνια πληρούν τις αυστηρές προδιαγραφές που απαιτούνται για τα δομικά υλικά, όπως το μέγεθος των σωματιδίων, η σύσταση των ορυκτών και η ανθεκτικότητα.
Δεύτερον, φέρουν ένα στίγμα. Τα απόβλητα συχνά περιέχουν επικίνδυνες ουσίες που απελευθερώνονται κατά την εξόρυξη. Αυτό κάνει τις κυβερνήσεις και τους καταναλωτές δικαιολογημένα επιφυλακτικούς ως προς τη χρήση των αποβλήτων εξόρυξης στα σπίτια και στο δομημένο περιβάλλον.
Και τα δύο αυτά προβλήματα, όμως, μπορούν να ξεπεραστούν. Στη νέα έρευνα, προτείνεται μια νέα λύση: η κατασκευή άμμου απευθείας από το μετάλλευμα.
Η μετατροπή των πετρωμάτων σε μέταλλα είναι μια πολύπλοκη, πολυεπίπεδη διαδικασία που διαφέρει ανάλογα με τον τύπο του μετάλλου και τον τύπο του μεταλλεύματος. Μετά τη θραύση, τα ορυκτά του μεταλλεύματος διαχωρίζονται συνήθως με επίπλευση, όπου τα θειούχα ορυκτά που περιέχουν μέταλλα προσκολλώνται σε μικροσκοπικές φυσαλίδες οι οποίες επιπλέουν μέσα στον πολτό του πετρώματος και του νερού.
Σε αυτό το στάδιο, τα υπολείμματα του μεταλλεύματος συνήθως διαχωρίζονται για να διατεθούν ως απόβλητα. Αν όμως συνεχίσουμε την επεξεργασία του μεταλλεύματος, όπως με την περιστροφή του εντός ενός κυκλώνα, είναι δυνατόν να απομακρυνθούν οι ακαθαρσίες και να επιτευχθεί το σωστό μέγεθος και σχήμα των σωματιδίων, ώστε να πληρούνται οι προδιαγραφές της άμμου.
Το προϊόν που προκύπτει αποκαλείται «μεταλλευτική άμμος», προκειμένου να διαχωρίζεται από τα απόβλητα καθώς δεν παράγεται από αυτά αλλά αποτελεί συγκεκριμένο προϊόν μεταλλεύματος.
Από την θεωρία στην πράξη
Στο ορυχείο σιδηρομεταλλεύματος Brucutu στη Βραζιλία, η μεταλλευτική εταιρεία Vale παράγει ήδη ένα εκατομμύριο τόνους μεταλλεύματος-άμμου ετησίως. Η άμμος χρησιμοποιείται στην οδοποιία, την πλινθοποιία και το σκυρόδεμα.
Η πρωτοβουλία αυτή προήλθε μετά από μια τραγωδία. Το 2015 και το 2019, τα φράγματα που κατασκευάστηκαν για την αποθήκευση απορριμάτων σε δύο από τα ορυχεία σιδηρομεταλλεύματος της Vale κατέρρευσαν, προκαλώντας θανατηφόρες λασπορροές. Εκατοντάδες άνθρωποι έχασαν τη ζωή τους -πολλοί από αυτούς ήταν εργαζόμενοι της εταιρείας- και οι περιβαλλοντικές συνέπειες παραμένουν ορατές.
Ως απάντηση, η εταιρεία χρηματοδότησε ερευνητές προκειμένου να αναζητήσουν τρόπους για μείωση της εξάρτησης από τα φράγματα απόθεσης απορριμμάτων προς όφελος καλύτερων εναλλακτικών λύσεων.
Σε συνέχεια της εργασίας με τη Vale, διερευνήθηκε η δυνατότητα παρασκευής μεταλλευτικής άμμου από άλλους τύπους μεταλλευμάτων, όπως ο χαλκός και ο χρυσός. Πραγματοποιήθηκαν επιτυχημένες δοκιμές στο ορυχείο χαλκού-χρυσού Cadia της Newmont στην Αυστραλία. Με τη χρήση καινοτόμων μεθόδων επιτεύχθηκε η παραγωγή μίας πιο χονδροειδούς μεταλλευτικής άμμου που δεν απαιτεί τόσο μεγάλη ανάμειξη με άλλη άμμο.
Η επεξεργασία μεταλλεύματος-άμμου έχει μεγαλύτερο νόημα για τα ορυχεία που βρίσκονται κοντά σε πόλεις, αφενός για να αποφευχθεί ο κίνδυνος των φραγμάτων απορριμμάτων και αφετέρου για να μειωθεί το κόστος μεταφοράς της άμμου σε μεγάλες αποστάσεις.
Προηγούμενη έρευνα έδειξε ότι σχεδόν η μισή παγκόσμια κατανάλωση άμμου σημειώνεται σε απόσταση 100 χιλιομέτρων από ένα ορυχείο που θα μπορούσε να παράγει μεταλλευτική άμμο. Δεδομένου ότι η εξόρυξη μετάλλων απαιτεί ήδη εντατική θραύση και άλεση, διαπιστώθηκε ότι η μεταλλευτική άμμος μπορεί να παραχθεί με χαμηλότερη κατανάλωση ενέργειας και εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα από την εξόρυξη συμβατικής άμμου.
Η πρόκληση της κλίμακας
Για κάθε νέα ιδέα ή βιομηχανία, το δυσκολότερο στάδιο είναι να περάσει από τις πρώτες δοκιμές στην υιοθέτηση σε ευρεία κλίμακα. Δεν θα είναι εύκολο να γίνει πραγματικότητα η μεταλλευτική άμμος.
Ένας λόγος είναι η αδράνεια. Οι εταιρείες εξόρυξης έχουν καθιερωμένες διαδικασίες και χρειάζεται χρόνος και δουλειά για την εισαγωγή νέων μεθόδων.
Θα χρειαστούν βιομηχανική συμμετοχή και συνεργασία, υποστηρικτικές κυβερνητικές πολιτικές και αποδοχή από την αγορά. Οι μεγάλοι αγοραστές άμμου, όπως η κατασκευαστική βιομηχανία, πρέπει να είναι σε θέση να δοκιμάσουν και να εμπιστευτούν το προϊόν.
Ωστόσο, τα θετικά αποτελέσματα είναι πραγματικά. Η μεταλλευτική άμμος προσφέρει μια σπάνια ευκαιρία για την αντιμετώπιση δύο δύσκολων περιβαλλοντικών προβλημάτων ταυτόχρονα, μειώνοντας τον συγκλονιστικό όγκο των εξορυκτικών αποβλήτων και την ανάγκη για δυνητικά επικίνδυνα φράγματα αποβλήτων, προσφέροντας, παράλληλα, μια καλύτερη εναλλακτική λύση στην καταστροφική εξόρυξη άμμου.
