Rohstoffe: Bergbauabfälle sollen zu Chips verarbeitet werden

Sand ist ein wichtiger Rohstoff für Halbleiter. Künftig könnte er aus Abraum von Erzminen gewonnen werden, was auch der Umwelt hilft.

Artikel veröffentlicht am 21. April 2022, 17:15 Uhr, Werner Pluta

Sandabbau im Sengal: Erosion von Flussufern erhöht die Gefahr von Überschwemmungen. (Bild: Seyllou/AFP via Getty Images)

Sand gibt es überall im Übermaß - eben wie Sand am Meer. In Wirklichkeit ist er - als Rohstoff für Beton, Glas und Chips - knapp. Das könnte sich aber ändern.

Ein Team von der Universität in Genf (Unige) und des Sustainable Minerals Institute (SMI) an der Universität von Queensland (UQ) hat untersucht, ob sich Erzsand ebenso als Rohstoff eignet. Erzsand ist eine Abfallprodukt aus dem Eisenerzabbau, der entsteht, wenn das aus dem Untergrund geförderte Gestein zerkleinert wird, um an das Erz zu kommen, und anschließend in großen Mengen in der Landschaft herumliegt.

Die Forscher untersuchten Proben aus den Minen des brasilianischen Bergbaukonzerns Vale. Dabei zeigte sich, dass der Erzsand eine ähnliche chemische Zusammensetzung hat wie Sand aus der Natur: Der Erzsand besteht zu rund 90 Prozent aus Silikat und zu etwa neun Prozent aus Eisenoxiden. Zudem ist er fast pH-neutral, hat eine geringe elektrische Leitfähigkeit und enthält wenig lösliche Sulfate und Chloride. Mit einigen Veredelungsschritten könne der Erzsand als Bau- und Industriesand genutzt werden, schreiben die Forscher.

50 Milliarden Tonnen Sand werden pro Jahr gebraucht

Sand ist nach Wasser die am meisten ausgebeutete natürliche Ressource auf der Erde. Rund 50 Milliarden Tonnen davon werden jedes Jahr benötigt. Eigentlich gibt es doch genug davon - in den großen Wüsten Afrikas oder Asiens wie Sahara, Gobi oder Taklamakan. Doch zwei Fliegen mit einer Klappe zu schlagen - deren Vorrücken zu stoppen und gleichzeitig den Bedarf zu decken -, geht nicht: Wüstensand eignet sich nicht zur Herstellung von Baumaterial oder Silizium.

Stattdessen werden dafür weltweit die Strände abgebaggert. Die Sandkörner von dort haben die richtigen mechanischen Eigenschaften: Sie müssen rund und stabil sein, dürfen aber nicht zu fein sein. Solcher Sand findet sich außer im Meer noch in Seen und Flüssen oder in alten Flussablagerungen und Steinbrüchen. Der Abbau hat ökologische und gesellschaftliche Folgen: Er führt beispielsweise zur Erosion von Flussufern, was die Gefahr von Überschwemmungen deutlich erhöht.

Erzsand zu nutzen hingegen würde tatsächlich zwei Fliegen mit einer Klappe schlagen: Der Bedarf an Sand wird gedeckt und dabei etwa Gutes für die Umwelt getan. Der Erzsand stammt aus den riesigen Abraumhalden, die um die Minen aufgeschüttet werden. Im Jahr fallen etwa 30 bis 60 Milliarden Tonnen dieser mineralischen Abfälle an - nach Angaben der Forscher der größte Abfallstrom auf der Erde. Der könnte so verringert werden.

Es gibt genug Erzsand

"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", sagte SMI-Forscher Daniel Franks. Es ist auch genug vorhanden: Die Forscher fanden heruas, dass an rund einem Drittel der Bergbaustandorte Erzsand vorkommt.

"Das könnte dazu beitragen, das Volumen der anfallenden Abraumhalden an jedem Standort um mindestens 10 Prozent zu verringern", sagte Franks. Nach Volumen lasse sich fast die Hälfte der weltweiten Sandnachfrage über lokal gewonnenen Erzsand decken. In China beispielsweise könnte mit Erzsand potenziell eine Milliarde Tonnen des Sandbedarfs gedeckt werden.