De wereldwijde vraag naar zand neemt dramatische vormen aan, met een jaarlijkse consumptie van ongeveer 50 miljard ton (!). Wetenschappers hebben nu een oplossing gevonden die twee problemen tegelijk aanpakt: het zandtekort én de gigantische berg mijnafval die de mijnbouwindustrie produceert.
Een internationaal onderzoeksteam onder leiding van de Universiteit van Queensland heeft een nieuwe methode ontwikkeld waarbij zand wordt gewonnen als bijproduct van de metaalmijnbouw. Deze techniek, die ze in hun studie “nose to tail mining” (van neus tot staart mijnbouw) noemen, is geïnspireerd op het principe dat slagers gebruiken om een volledig dier te benutten.
Het concept is heel simpel: bij de winning van metalen zoals ijzer, koper en goud blijft er enorm veel steenachtig materiaal over dat momenteel als afval wordt beschouwd. Dit materiaal bestaat grotendeels uit dezelfde mineralen als het zand dat we gebruiken voor de bouw. Door dit ‘afval’ op een slimme manier te verwerken, kan het worden omgezet in hoogwaardig zand. Het grote voordeel van deze methode is dat het zand direct tijdens het mijnproces wordt geproduceerd, en niet achteraf uit het afval wordt gehaald. Dit zorgt voor een schoner en veiliger product. Bovendien bespaart het mijnbedrijven geld omdat ze minder afval hoeven op te slaan.
Geen extra energie nodig
De verwerking gebeurt via een proces dat geïntegreerd wordt in de bestaande mijnactiviteiten. Wanneer gesteente wordt vermalen om metalen te winnen, worden er speciale verwerkingscircuits toegevoegd. Deze circuits scheiden niet alleen de waardevolle metalen af, maar isoleren ook de mineralen die geschikt zijn voor zandproductie. Het grote verschil met traditionele zandwinning is dat het gesteente al vermalen wordt voor de metaalwinning, waardoor er geen extra energie nodig is voor het verbrijzelen; een kostenpost die de productie van gewoon industrieel zand vaak duur maakt.
Bijzondere eigenschappen
Het eindproduct, door de wetenschappers ‘ore-sand’ genoemd, heeft bijzondere eigenschappen. De vorm van de zandkorrels zit precies tussen rivierzand en industrieel verbrijzeld zand in. Dit komt doordat het materiaal tijdens de verwerking een soort kunstmatige erosie ondergaat, vergelijkbaar met hoe rivierzand door water wordt gevormd. Deze eigenschap maakt het zand bijzonder geschikt voor gebruik in beton, omdat het minder water en cement vereist dan traditioneel industrieel zand. Bij complexere ertsen worden aanvullende zuiveringstechnieken toegepast. Deze zorgen ervoor dat mogelijk schadelijke stoffen worden verwijderd, zodat er een schoon en veilig product ontstaat dat voldoet aan alle bouwnormen.
Minder milieuschade
De eerste successen zijn al geboekt. De Brucutu-ijzermijn in Brazilië produceert nu meer dan een miljoen ton zand per jaar dat wordt gebruikt voor wegenbouw en de productie van bakstenen. Ook bij de Cadia-mijn in Australië, waar koper en goud worden gewonnen, zijn veelbelovende resultaten behaald.
De timing van deze innovatie is cruciaal. De huidige zandwinning uit rivieren, meren en oceanen veroorzaakt ernstige milieuschade. Tegelijkertijd neemt de behoefte aan zand voor de bouw alleen maar toe. Het team schat dat bijna de helft van de wereldwijde zandbehoefte zou kunnen worden gedekt door mijnen die dicht bij bouwlocaties liggen.
Nog uitdagingen
De onderzoekers benadrukken dat er nog wel uitdagingen zijn. Zo moet de bouwsector wennen aan dit nieuwe type zand en zijn er aanpassingen in regelgeving nodig. Ook moet er een heel nieuw ecosysteem van samenwerking ontstaan tussen mijnbouw- en bouwbedrijven.
Toch zien de wetenschappers een veelbelovende toekomst voor deze innovatie. Door slim gebruik te maken van wat nu nog als afval wordt gezien, kan de mijnindustrie transformeren naar een meer duurzaam model. Deze ontwikkeling zou wel eens een gamechanger kunnen zijn in de strijd tegen zowel het wereldwijde zandtekort als de groeiende berg mijnafval.
