Hoe beïnvloeden de hardheid van erts en de sulfidegehalte de kosten van koperwinning?

2025-07-02

De hardheid van het erts en het sulfidegehalte hebben een aanzienlijke invloed op de kosten en efficiëntie van koperwinning. Deze factoren beïnvloeden zowel de mijnbouw- als de verwerkingsprocessen, wat leidt tot variaties in energieverbruik, slijtage van apparatuur en de complexiteit van het proces. Laten we dit opsplitsen in de twee belangrijkste onderdelen:

1. Hardheid van het erts en de invloed op de extractiekosten

De hardheid van het erts verwijst naar hoe moeilijk het erts is om af te breken tijdens de mijnbouw- en malenprocessen.

• Energieverbruik:

  • Hardere ertsen vereisen energieintensievere winningmethoden tijdens de mijnbouw (bijvoorbeeld boren en explosieven) en met name tijdens het malen en breken in de molen.
  • Vermaaling (malen en krossen) is een van de energie-intensiefste processen bij koperwinning, goed voor 40-50% van het totale energieverbruik in mijnbouwactiviteiten. Hoe harder de erts, hoe meer malen nodig is om de fijne deeltjesgrootte te bereiken die nodig is voor het vervolgproces.

• Slijtage en Onderhoud van apparatuur:

  • Verwerking van harde ertsen leidt tot verhoogde slijtage aan krossers, malen en andere mechanische onderdelen, wat de onderhouds- en vervangingskosten verhoogt.
  • Hardere ertsen leiden ook tot een kortere levensduur van verbruiksgoederen, zoals maalmedia (bijvoorbeeld stalen ballen), wat de kosten verder verhoogt.

• Doorvoer en verwerkingstijd:

  • Hardere ertsen kunnen de doorvoer van de installatie verminderen (de hoeveelheid erts die per uur verwerkt kan worden) omdat het meer tijd en moeite kost om het erts tot de gewenste korrelgrootte te reduceren.

2. Sulfidegehalte en de invloed op de extractiekosten

Koper wordt gewoonlijk gewonnen uit sulfideertsen (bijv. chalcopyriet, borniet) of oxideertsen (bijv. malachiet, azuriet). Het sulfidegehalte beïnvloedt direct de keuze van extractiemethoden, wat op zijn beurt de kosten beïnvloedt.

• Verwerkingstechniek:

  • Sulfiderts worden typisch verwerkt via flotatie en pyrometallurgie (smelten en raffineren). Deze methoden zijn zeer energie-intensief, omdat sulfiden thermische of chemische processen vereisen om koper te scheiden.
  • Oxidische ertsen worden daarentegen verwerkt via hydrometallurgie (bijvoorbeeld stapel-uitloging, oplosmiddel extractie en elektrowinnen), wat minder energie-intensief is vergeleken met sulfiden.

• Complexiteit en Strafcomponenten:

  • Sulfiderts bevatten vaak strafcomponenten zoals arsenicum, lood, zink of kwik, die de metallurgische complexiteit verhogen.
  • De omgang met en verwijdering van deze bijproducten (bijvoorbeeld staartlagen) verhogen de verwerkingskosten, omdat extra stappen nodig zijn om milieugevaren te mitigeren.

• Weerstandige sulfiden:

  • Sommige sulfideertsen zijn moeilijk te verwerken (weerstandbiedend) en vereisen gespecialiseerde technieken zoals bioleaching of ultra-fijn malen, wat de kosten aanzienlijk verhoogt.

• Zwavelvangst bij smelten:

  • Tijdens het smelten van sulfideertsen wordt zwaveldioxide (SO₂) vrijgegeven, wat geschikte zwavelvangstsystemen vereist (bijvoorbeeld gaswassers of zwavelzuurfabrieken). Deze systemen verhogen de investerings- en operationele kosten.

Gecombineerde impact op kosten

Wanneer zowel hardheid als sulfidegehalte samen worden beschouwd, wordt de impact op de koperwinningkosten nog duidelijker:

• Als de erts zowel hard als rijk aan sulfide is, kan de mijn te maken krijgen met aanzienlijke uitdagingen, waaronder een hoog energieverbruik, frequente onderhoudsbehoeften en de noodzaak van geavanceerde verwerkingstechnologieën.
• Ertsen die hard zijn maar laag in sulfiden, kunnen hydrometallurgisch gemakkelijker worden verwerkt (bijvoorbeeld heap leaching), wat mogelijk de hogere energie- en apparatuurkosten tijdens de winning compenseert.

Samenvatting van de kostenimplicaties:

• Hogere ertshardheid:

  • Verhoogt het energieverbruik tijdens mijnbouw en malen.
  • Leidt tot snellere slijtage van de apparatuur.
  • Vermindert de doorvoer en verhoogt de operationele kosten.

• Hoger sulfidegehalte:

  • Vereist complexere extractieprocessen (bijvoorbeeld flotatie, smelten).
  • Verhoogt de energie-intensieve smeltkosten.
  • Verhoogt de kosten voor milieucompliance voor de vangst en behandeling van zwaveldioxide en boete-elementen.

Mijnactiviteiten streven naar kostenoptimalisatie door het afwegen van deze factoren. Bijvoorbeeld door het mengen van ertsen met verschillende hardheden of sulfidegehaltes.