Vale hat rund 250.000 Tonnen nachhaltige Sandprodukte hergestellt, die zertifiziert sind und Sand ersetzen sollen, der häufig illegal abgebaut wird.

Nach sieben Jahren Forschung und Investitionen von rund 50 Millionen Reais hat Vale ein Produktionsverfahren für hochwertige Sandprodukte entwickelt, die in der Bauindustrie eingesetzt werden können. Das Unternehmen wendet dieses Verfahren im Eisenerzabbaugebiet in Minas Gerais an und verarbeitet so die sandigen Materialien, deren Gewinnung zuvor durch Dämme oder Aufschüttungen erfolgte, zu fertigen Produkten. Der Produktionsprozess unterliegt denselben Qualitätskontrollen wie die Eisenerzgewinnung. In diesem Jahr hat das Unternehmen bereits rund 250.000 Tonnen nachhaltige Sandprodukte verarbeitet und plant, diese für die Herstellung von Beton, Mörtel und Zement sowie für den Straßenbau zu verkaufen oder zu spenden.

Marcello Spinelli, Executive Vice President des Eisenerzgeschäfts von Vale, erklärte, dass die Sandprodukte das Ergebnis nachhaltigerer Betriebspraktiken seien. Er sagte: „Dieses Projekt hat uns dazu angeregt, intern eine Kreislaufwirtschaft zu etablieren. In der Bauindustrie besteht eine enorme Nachfrage nach Sand. Unsere Sandprodukte bieten der Bauindustrie eine zuverlässige Alternative und reduzieren gleichzeitig die ökologischen und sozialen Auswirkungen der Abraumhaldenentsorgung.“

nachhaltiges Sandlager im Abbaugebiet Bulkoutu

Schätzungen der Vereinten Nationen zufolge liegt der weltweite jährliche Bedarf an Sand bei etwa 40 bis 50 Milliarden Tonnen. Sand ist nach Wasser die am stärksten ausgebeutete natürliche Ressource, und diese Ressource wird weltweit illegal und rücksichtslos ausgebeutet.

Die nachhaltigen Sandprodukte von Vale gelten als Nebenprodukt der Eisenerzgewinnung. Das Rohmaterial, ein Gestein aus der Natur, wird durch verschiedene physikalische Aufbereitungsprozesse wie Brechen, Sieben, Mahlen und die anschließende Anreicherung im Werk zu Eisenerz. Vales Innovation liegt in der Wiederaufbereitung von Eisenerz-Nebenprodukten, bis diese die erforderlichen Qualitätsstandards erfüllen und als marktfähiges Produkt verfügbar sind. Im herkömmlichen Aufbereitungsverfahren fallen diese Materialien als Abraum an, der durch Dämme oder Halden entsorgt wird. Dank Vales innovativem Ansatz bedeutet jede produzierte Tonne Sand eine Reduzierung des Abraums um eine Tonne.

Die aus der Eisenerzverarbeitung gewonnenen Sandprodukte sind zu 100 % zertifiziert. Sie weisen einen hohen Siliziumgehalt und einen extrem niedrigen Eisengehalt auf und zeichnen sich durch eine hohe chemische und partikelgrößenhomogene Zusammensetzung aus. Herr Jefferson Corraide, Geschäftsführer des integrierten Betriebsbereichs Brucutu und Agualimpa, erklärte, dass dieses Sandprodukt unbedenklich sei: „Unsere Sandprodukte werden im Wesentlichen physikalisch aufbereitet, wobei sich die chemische Zusammensetzung des Materials während der Verarbeitung nicht verändert. Daher sind die Produkte ungiftig und unschädlich.“

Die Anwendung der Sandprodukte von Vale in Beton und Mörtel wurde kürzlich vom brasilianischen Institut für wissenschaftliche Forschung (IPT), Falcão Bauer und ConsultareLabCon, drei professionellen Laboren, zertifiziert.

Forscher des Instituts für Nachhaltige Mineralien der Universität von Queensland in Australien und der Universität Genf in der Schweiz führen eine unabhängige Studie durch, um die Eigenschaften von Vale-Sandprodukten zu analysieren. Ziel ist es, herauszufinden, ob dieser alternative, aus Erz gewonnene Baustoff eine nachhaltige Sandquelle darstellen und die Abfallmenge aus dem Bergbau deutlich reduzieren kann. Die Forscher verwenden den Begriff „Erzsand“ für Sandprodukte, die aus Erznebenprodukten gewonnen und verarbeitet werden.

Produktionsmaßstab

Vale hat sich verpflichtet, bis 2022 mehr als eine Million Tonnen Sandprodukte zu verkaufen oder zu spenden. Die Abnehmer stammen aus vier Regionen: Minas Gerais, Espírito Santo, São Paulo und Brasília. Das Unternehmen prognostiziert, dass die Produktion von Sandprodukten bis 2023 zwei Millionen Tonnen erreichen wird.

„Ab 2023 sind wir bereit, den Anwendungsmarkt für Sandprodukte weiter auszubauen. Zu diesem Zweck haben wir ein spezialisiertes Team eingerichtet, das in dieses neue Geschäftsfeld investieren wird. Es wird den Produktionsprozess für Sandprodukte in den bestehenden Produktionsprozess integrieren, um die Marktnachfrage zu decken“, sagte Rogério Nogueira, Direktor für Eisenerzmarketing bei Vale.

Vale produziert derzeit Sandprodukte in der Brucutu-Mine in San Gonzalo de Abaisau, Minas Gerais, die verkauft oder gespendet werden.

Auch andere Bergbauregionen in Minas Gerais passen ihre Umwelt- und Bergbauprozesse an, um die Sandgewinnung zu integrieren. „Diese Bergbauregionen produzieren sandige Materialien mit hohem Siliziumgehalt, die in verschiedenen Branchen eingesetzt werden können. Wir kooperieren mit zahlreichen Institutionen, darunter Universitäten, Forschungszentren sowie in- und ausländischen Unternehmen, um neue Lösungen für die Verwertung von Eisenerzrückständen zu entwickeln“, betonte André Vilhena, der neue Geschäftsbereichsleiter von Vale.

Zusätzlich zur Nutzung der bestehenden Infrastruktur im Eisenerzabbaugebiet hat Vale ein Transportnetz aus Eisenbahn- und Straßennetzen aufgebaut, um Sandprodukte in verschiedene brasilianische Bundesstaaten zu transportieren. „Unser Ziel ist es, die Nachhaltigkeit des Eisenerzgeschäfts zu sichern. Mit diesem neuen Geschäftsbereich wollen wir die Umweltauswirkungen minimieren und gleichzeitig Möglichkeiten zur Schaffung von Arbeitsplätzen und zur Steigerung der Einkommen nutzen“, fügte Herr Verena hinzu.

ökologische Produkte

Vale forscht seit 2014 an der Verwertung von Abraumhalden. Im vergangenen Jahr eröffnete das Unternehmen die Ziegelei Puku, die erste Pilotanlage zur Herstellung von Bauprodukten aus Abraumhalden aus dem Bergbau als Hauptrohstoff. Das Werk befindet sich im Abbaugebiet Pico in Itabilito, Minas Gerais, und hat sich zum Ziel gesetzt, eine Kreislaufwirtschaft in der Eisenerzverarbeitung zu fördern.

Das Bundeszentrum für Wissenschafts- und Technologiebildung von Minas Gerais und die Pico Brick Factory haben eine technische Kooperation gestartet und zehn Forscher, darunter Professoren, Labortechniker sowie Studierende verschiedener Fachrichtungen, zur Fabrik entsandt. Während der Kooperationsphase werden wir vor Ort in der Fabrik arbeiten, und die Produkte aus der Forschungs- und Entwicklungsphase werden nicht an Dritte verkauft.

Vale kooperiert außerdem mit dem Campus Itabira der Bundesuniversität Itajuba, um die Verwendung von Sandprodukten für den Straßenbau zu erforschen. Das Unternehmen plant, der Region Sandprodukte für Straßenbauarbeiten zu spenden.

Nachhaltigerer Bergbau

Neben der Entwicklung ökologischer Produkte hat Vale weitere Maßnahmen ergriffen, um Abraum zu reduzieren und den Bergbau nachhaltiger zu gestalten. Das Unternehmen engagiert sich für die Entwicklung wasserloser Trockenaufbereitungstechnologien. Derzeit werden rund 70 % der Eisenerzprodukte von Vale durch Trockenaufbereitung gewonnen, und dieser Anteil wird auch nach der Erhöhung der jährlichen Produktionskapazität auf 400 Millionen Tonnen und der Inbetriebnahme neuer Projekte unverändert bleiben. Im Jahr 2015 betrug der Anteil des durch Trockenaufbereitung gewonnenen Eisenerzes an der Gesamtproduktion lediglich 40 %.

Ob eine Trockenaufbereitung möglich ist, hängt von der Qualität des abgebauten Eisenerzes ab. Das Eisenerz in Carajás weist einen hohen Eisengehalt (über 65 %) auf, sodass für die Aufbereitung lediglich eine Zerkleinerung und Siebung nach Korngröße erforderlich ist.

Der durchschnittliche Eisengehalt einiger Abbaugebiete in Minas Gerais liegt bei 40 %. Traditionell wird der Eisengehalt des Erzes durch Zugabe von Wasser erhöht. Die dabei entstehenden Abraumhalden werden größtenteils in Absetzbecken oder -gruben gelagert. Vale setzt für die Aufbereitung von minderwertigem Eisenerz eine andere Technologie ein: die trockene magnetische Feinerztrennung (FDMS). Da dieses Verfahren kein Wasser benötigt, sind keine Absetzbecken erforderlich.

Die Technologie zur trockenen Magnetscheidung von Feinerz wurde in Brasilien von NewSteel entwickelt, einem Unternehmen, das 2018 von Vale übernommen wurde, und in einer Pilotanlage in Minas Gerais erprobt. Die erste kommerzielle Anlage wird 2023 im Abbaugebiet Vargem Grande in Betrieb genommen. Sie wird eine jährliche Produktionskapazität von 1,5 Millionen Tonnen und ein Gesamtinvestitionsvolumen von 150 Millionen US-Dollar aufweisen.

Eine weitere Technologie zur Reduzierung des Bedarfs an Absetzbecken besteht in der Filterung und Lagerung der Abgänge in Trockenhalden. Sobald die jährliche Eisenerzförderkapazität 400 Millionen Tonnen erreicht hat, werden die verbleibenden 60 Millionen Tonnen (entsprechend 15 % der Gesamtförderkapazität) mithilfe dieser Technologie gefiltert und gelagert. Vale hat im Abbaugebiet Großwarschin eine Absetzbeckenfilteranlage in Betrieb genommen und plant, im ersten Quartal 2022 drei weitere Anlagen zu errichten. Eine davon befindet sich im Abbaugebiet Brucutu, die beiden anderen im Abbaugebiet Itabira. Danach wird das im traditionellen Nassaufbereitungsverfahren geförderte Eisenerz nur noch 15 % der Gesamtförderkapazität ausmachen, und die anfallenden Abgänge werden in Absetzbecken oder stillgelegten Tagebauen gelagert.