Der Bergbauprozess von Anfang bis Ende

Ein Großteil der Energie und der Rohstoffe, die wir nutzen, stammt aus dem Bergbau. Die Schritte des Bergbauprozesses haben sich im Laufe der Jahre kaum verändert, was den Bergbau zu einem wesentlichen Aspekt der amerikanischen Wirtschaft macht. Damit der Bergbauprozess jedoch erfolgreich und effizient ist, muss der Prozess ein hohes Maß an Sorgfalt und Aufmerksamkeit erfordern. Aus diesem Grund haben wir den Bergbauprozess in sechs verschiedene Phasen unterteilt. Wasser, Öl und Boden werden untersucht, und die Unternehmen beginnen, die sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen in der neuen Bergbauregion zu bewerten. In der nächsten Phase des Bergbauprozesses werden geophysikalische Untersuchungen aus der Luft oder am Boden durchgeführt, um u. a. das Erdmagnetfeld, die Strahlung und die elektrische Leitfähigkeit unter der Erdoberfläche zu messen. Nach diesen Untersuchungen können die Unternehmen mit Bohrungen beginnen, um zu sehen, was sich unter der Oberfläche befindet. Um eine ungefähre Vorstellung von der Größe eines Vorkommens zu erhalten, zeichnen die Bergleute ein 2D- oder 3D-Modell des geologischen Erzes, das sie angebohrt und beprobt haben. Der zweite Schritt des Bergbauprozesses ist die Planung der Auswahl des Minenstandorts. Sobald die Bergleute das Gebiet kartiert und Daten über die Bodenschätze gesammelt haben, kann das Projekt in die Entwurfs- und Planungsphase übergehen. In der Regel sieht sich ein Unternehmen verschiedene Pläne an und entscheidet, welcher für seine Bedürfnisse am besten geeignet ist. Für den Bergbau kann ein Unternehmen zwei Pläne entwickeln, einen für 20 Jahre und einen für zehn Jahre. Anhand dieser Analyse können Bergbauunternehmen abschätzen, wie rentabel ihre künftigen Projekte sein könnten und wie sie auf sichere, umweltverträgliche, wirtschaftlich tragfähige und sozial verantwortliche Weise durchgeführt werden könnten. Der Bergbau ist ein sehr vorsichtiger Prozess. Dies ist der dritte Schritt des Bergbauprozesses. Je nach dem zu gewinnenden Material und dem Umfang der Projektkonstruktion kann dieser Schritt länger dauern als die Erkundungs- und Planungsphase. Der Grund dafür ist, dass die rechtlichen, finanziellen und technischen Fragen des Projekts geklärt werden müssen, bevor mit dem Bau begonnen werden kann. Dazu gehören der Straßenbau, die Bergbauanlagen und Umweltkontrollsysteme sowie der Bau von Unterkünften für das Personal.

Tagebau

Die bei den Erkundungsbohrungen gewonnenen Informationen werden dann zur Erstellung eines Ressourcenmodells verwendet. So erhalten wir das Wissen, das wir brauchen, um den Prozess der Goldgewinnung zu verstehen. Um zwischen Erz (goldhaltigem Gestein) und Abraum (Gestein, das keine wirtschaftlich bedeutsamen Goldmengen enthält) zu unterscheiden, werden große, breite Stufen, so genannte Bänke, gebohrt, und anschließend wird die Region gesprengt. Dadurch wird das Gestein leichter transportierbar. Der Mangel an hochgradigen Erzen hat die Entwicklung neuer, hochmoderner Technologien und Techniken erforderlich gemacht, die den Betrieb effizienter gemacht haben. Da das Verhältnis zwischen der Menge des abgebauten Erzes und der Menge des abgebauten Gesteins im Macraes-Betrieb 1:10 beträgt, sind niedrige Stückkosten von entscheidender Bedeutung (auch bekannt als Abraumverhältnis). Zur Veranschaulichung: In einem Tagebaubetrieb müssen 11 Tonnen Gestein bewegt werden, um ein bis zwei Gramm Gold zu gewinnen.

Unterirdischer Bergbau

Bergbau ist der Prozess der Gewinnung von Mineralien aus der Erde. Vor der Erschließung eines Untertagebaus sind eine Reihe von Erkundungsbohrungen und umfangreiche wirtschaftliche Analysen erforderlich. Scoping-, Vormachbarkeits- und Machbarkeitsstudien gehören zu den gründlichen Studien (12 Monate). Übertägige Bergbauanlagen werden gebaut, sobald das Abbaugebiet gründlich charakterisiert wurde (bis zu sechs Monate). Die seitlichen Zugangsvortriebe folgen den Abwärts- und Rückwärtsstrecken, um das Erz zu erreichen (zwei Monate bis mehrere Jahre). Nach dem Bau des Haupttunnels können die normalen Erschließungs- und Produktionszyklen beginnen. Parallel zu den seitlichen Erschließungsvortrieben werden Bohrungen und Abbrucharbeiten (Erzabbau) zur Kontrolle des Gehalts durchgeführt. Infill-Bohrungen dienen dazu, die Genauigkeit und Auflösung des geologischen Modells, auf dem die Minenplanung basiert, zu verbessern, indem die Lage des Erzkörpers noch genauer definiert wird. Materialproben werden verwendet, um den Erzgehalt und die Art des Erzes zu bestimmen. Die Tunnel werden durch Bohrungen, Sprengungen, Aushub und Bodenausbau erschlossen. Das Gestein muss zerkleinert werden, bevor es mit Flachbaggern, so genannten Boggern, ausgehoben wird. Sobald die Stollenproduktion beginnt, werden ferngesteuerte Bagger eingesetzt, um die Arbeiter vor Steinschlag und anderen Risiken zu schützen. Das Material wird zum ROM-Pad (Run of Mine/Mill) transportiert und mit Lastwagen gefräst. Bevor das Material in die Mühle gelangt, beseitigt ein Bagger alle Stahl- und Sprengstoffreste. Refraktäres Gold, das ultrafein und resistent gegen die in den meisten Goldaufbereitungsanlagen verwendeten Zyanidlaugungsverfahren ist, kann in der Abbaustätte gefunden werden. In der Vergangenheit führte der refraktäre Charakter des Erzes zu einer ineffizienten Goldgewinnung. Daher wurde ein dreistufiger Aufbereitungszyklus eingeführt, um zu gewährleisten, dass das Gold wirtschaftlich gewonnen werden kann.

Zerkleinern und Mahlen

Die Gewinnung von Mineralien erfolgt durch Brechen und Mahlen. Der Vorbrecher in der Aufbereitungsanlage nimmt Erz sowohl aus dem Untertagebau als auch aus dem Tagebau auf. Der 125 mm große Zwischenraum an der Unterseite der Backen komprimiert das Gestein, so dass es passt. Die Mühle ist die letzte Station für das zerkleinerte Gestein. Das zerkleinerte Gestein wird gleichzeitig mit Wasser zu einem Schlamm vermischt. Die Hauptzyklone nehmen die Aufschlämmung auf (die zur Zerkleinerung des Materials dient). Der Abbauprozess wiederholt sich immer wieder, wobei gröberes Material nach unten zurückkehrt und leichteres Material nach oben wirbelt und zur nächsten Stufe befördert wird.

Oxidation und Flotation

Die Flotationszellen sind der erste Ort, an dem goldhaltiges Erz von Abfallgestein getrennt werden kann. In Macraes wird in erster Linie sulfidisches Erz (mit Goldpartikeln) abgebaut. Natrium-Isobutyl-Xanthat (SIBX) wird in einer sauren Lösung verwendet, um die Goldpartikel zum Zusammenkleben zu bringen. Der goldgebundene Schwefel wird durch Luftumwälzung an den oberen Rand der Tanks befördert. Sobald das goldhaltige Erz vom Abfallgestein getrennt wurde, wird dieser Vorgang wiederholt (wodurch der Erzgehalt erhöht wird). In einigen Gebieten gewinnen die Flotationsanlagen 70% des Goldes, während die primären Rougher 30% gewinnen.

Absorption und Auslaugung

Um das Gold aus dem Gestein zu extrahieren, wird die oxidierte Aufschlämmung in den Kohlenstofflaugungskreislauf geleitet. Die Schwerkrafttanks mit Natriumcyanid werden mit zunehmendem Gift gefüllt, das zum Ende hin schwächer wird. Um das Gold aus dem Gestein zu lösen, wird Natriumcyanid verwendet. Ein Gesteinsteilchen kann in drei bis vier Tagen durch die Tanks wandern. 98,5 Prozent des Goldes werden gesammelt, wenn das Gesteinsteilchen den letzten Tank erreicht. Stilllegung und Rekultivierung sind die sechste und letzte Phase des Bergbauprozesses. Viele Bergwerke haben das Potenzial, lange Zeit gewinnbringend zu produzieren, dennoch ist der Bergbau eine kurzlebige Angelegenheit. Fast alle Unternehmen müssen sich heute Gedanken über die Stilllegung machen, noch bevor sie mit dem Bau beginnen, da die Regierungen Garantien dafür verlangen, dass die Betreiber über eine Strategie und das nötige Geld verfügen, bevor sie Lizenzen erteilen. Der Plan für die Stilllegung und Sanierung eines Bergwerks hängt in hohem Maße von den Ergebnissen der Umweltverträglichkeitsprüfungen ab, die während des gesamten Projekts durchgeführt werden. Zu einem vollständigen Bergbausanierungsprogramm gehören viele explizit definierte Ziele, darunter einige:

• Gewährleistung der Gesundheit und Sicherheit der Bevölkerung
• Verringerung der negativen Auswirkungen auf die Umwelt
• Schutz der Wasserqualität durch Beseitigung von Müll und gefährlichen Stoffen
• Schutz des Bodens vor Erosion durch Stabilisierung des Bodens
• Neugestaltung der Landschaft und Schaffung von Vegetation

Der Stilllegungsplan eines Bergwerks zielt in unterschiedlichem Maße auf die Rehabilitierung des Standorts ab:

• Beseitigung: Beseitigung aller Spuren des gefährlichen Materials und Desinfektion des Raums.
• Rekultivierung: Um die Natur wieder ihrer ursprünglichen Nutzung zuzuführen, muss das Land stabilisiert, begrünt und der Mutterboden ersetzt werden.
• Wiederherstellung: Die von der Mine betroffenen Pflanzen und Tiere werden in den Zustand vor der Mine zurückversetzt.
• Wiederherstellung: Das Land soll stabil werden und sich selbst erhalten, entweder so, wie es vor dem Abbau war, oder in einem neuen Ökosystem der gleichen Art.

Im Folgenden werden einige der Verfahren beschrieben, die von Bergbauunternehmen bei der Schließung eines Bergwerks angewandt werden:

• Das Bergwerk wird geschlossen: Die Arbeiter werden entlassen, die Anlagen werden stillgelegt und die Produktion wird eingestellt.
• Stilllegung: Der Betrieb und die Ausrüstung werden demontiert, der Abfall wird entsorgt, die Gebäude werden zerstört oder umgenutzt, und das Gelände wird anschließend aufgeräumt.
• Sanierung, Rekultivierung oder Wiederverwendung: Beseitigung schädlicher oder verunreinigender Elemente aus dem Boden und den umgebenden Ökosystemen, damit sie in ihre natürliche Form zurückgeführt werden können.
• Nach der Schließung: Es werden Anstrengungen unternommen, um die Bergbautätigkeit aufrechtzuerhalten und alle weiteren Aktivitäten zu ermitteln, die durchgeführt werden müssen.