Riserva mineraria sub-economica
Risorsa mineraria
Riserva mineraria
Le Risorse sono i corpi solidi liquidi o
gassosi appartenenti alla geosfera,
geologicamente identificati o non
identificati in cui si ritrovano sostanze
utili
Le Riserve sono le porzioni delle
risorse che in base alle leggi e alla
tecnologia del momento possono
essere oggetto di attività estrattiva. Le
riserve sono formate dai giacimenti
Le risorse si dividono in:
•riserve s.s. risorse estraibili con
profitto economico
•riserve marginali riserve estraibili con
poco
profitto
economico,
da
considerare per speciali condizioni
politico-economico-congiunturali;
Riserva mineraria marginale
Riserva mineraria s.s
Giacimento
A
Giacimento
B
Giacimento
C
• riserve subeconomiche, riserve
non o non ancora economiche, da
considerare per programmazioni a
lungo periodo o per periodi di crisi.
I Giacimenti sono corpi rocciosi dai
quali una o più sostanze utili
possono essere estratti con
profitto.
Alcune definizioni
Risorse mineraria sono i corpi solidi liquidi o gassosi appartenenti
alla geosfera, geologicamente identificati o non identificati in
cui si ritrovano sostanze utili; in questo senso esse esprimono un
concetto generico, che sottolinea l'utilità o la necessità del
materiale (minerali s.l.) di cui si tratta.
Le risorse metallifere e
non
metallifere
attualmente identificate
sono
localizzate
nei
primi
5000
m
della
crosta continentale.
I giacimenti metalliferi
crostali
sono
rappresentati da volumi
di
roccia
in
cui
i
metalli si ritrovano in
concentrazioni molto più
elevate
rispetto
alla
composizione media della
crosta
Riserve minerarie sono le porzioni delle risorse che in base
alle leggi e alla tecnologia del momento possono essere
oggetto di attività estrattiva. Le riserve sono formate dai
giacimenti ossia i corpi rocciosi dai quali una o più
sostanze utili possono essere estratti con profitto.
1. le riserve s.s. risorse economicamente estraibili
2. le riserve marginali riserve estraibili con poco profitto
economico, da considerare per speciali condizioni politicoeconomico-congiunturali;
3. le riserve subeconomiche, riserve non o non ancora
economiche, da considerare per programmazioni a lungo periodo
o per periodi di crisi.
Le riserve subeconomiche possono diventare economiche con il
progredire delle tecnologie o con l'aumento dei prezzi della materia
prima.
Il valore dato alle riserve è quindi sempre relativo alle condizioni
in cui si definisce la statistica, perchè col tempo e con il variare
delle condizioni le riserve subeconomiche possono diventare
economiche o viceversa.
Riserve profonde: sono potenzialmente presenti nei livelli
profondi della crosta continentale non sfruttabili
economicamente con le attuali tecnologie
Riserve di minerali alternativi: sono riserve in cui il
metallo è presente in minerali non tradizionalmente
sfruttati
Riserva a basso tenore: il metallo si ritrova con
abbondanze economicamente non sfruttabili. In questi
giacimenti la diminuzione dell’abbondanza dell’elemento può
essere dovuta a:
1) diminuzione della concentrazione del minerale metallifero
rispetto alla ganga;
2) variazioni nella natura del minerale utile (molte volte
si ricade nel caso dei giacimenti di minerali
alternativi);
3) presenza del metallo come elemento vicariante di fasi
mineralogiche
Nelle valutazioni previsionali e nel concetto stesso di riserve
prendono sempre più posto e importanza le fonti secondarie,
cioè:
1-Riciclo di materiali utilizzati e scartati (metalli, leghe,
vetro)
2-Riapertura di discariche di vecchie estrazioni per l'utilizzo
di residui che le precedenti tecnologie non sfruttavano
completamente o per sfruttare nuovi minerali un tempo scartati
perchè non conosciuti come utilizzabili (minerali di Nb, Ta,
Zn, REE ecc.).
3-sostituzione con nuovi minerali.
Nelle attuali previsioni, almeno di riserve base, tendono ad
essere inseriti i depositi dei bacini oceanici anche profondi
in particolare per noduli manganesiferi e polimetallici,
croste di alterazione ed esalativo-sedimentarie.
In tutti gli sfruttamenti o valutazioni di riserve criterio di
base è sempre quello economico e /o politico.
Materiali
avanzati
Nella letteratura scientifica ed economica anglofona si fa spesso
riferimento al termine “ore” indicando per lo più il materiale
dal quale uno o più metalli possono essere estratti con profitto.
Ultimamente il termine “ore” è stato esteso ai minerali ed alle
rocce di interesse industriale cioè ai minerali e alle rocce di
valore economico ad esclusione dei metalli dei combustibili
fossili e delle gemme.
Minerali e rocce di interesse industriale sono:
1) Minerali che hanno un interesse economico ed applicazioni
industriali (ad esempio baritina, diamanti industriali etc) o
come ossidi o altri composti ricavabili da essi
2) Rocce usate nell’edilizia o in altri processi costruttivi
(graniti, calcari, sabbie e ghiaie, etc) anche come aggregati o
tritumi
3) Rocce di particolare valore industriale (caolini,perliti,
fosforiti, etc)
Il termine “ganga” è usato per tutto il materiale (minerale rocce)
che accompagnano i minerali o le rocce ricercate (ore).
Nelle miniere spesso sono presenti impianti di separazione della
ganga dal minerale o dalla roccia ricercata
Classificazione delle risorse
minerali ed energetiche
Risorse di minerali non metallici
E rocce industriali
Risorse energetiche
Metalli di largo consumo
Fe, Al
Minerali per fertilizzanti,
Refrattari, Coloranti
Feldspati solfo, nitrati, silicati etc
Combustibili fossili
Petrolio, carbone, gas
Metalli di medio consumo
Mn, Cu, Zn, Pb, Cr, Ni
Materiali da costruzione
Cemento, sabbie, ghiaie
Vapore endogeno
Metalli di basso consumo
Co, Mo, Nb, etc
Materie prime per la plastica
Risorse di minerali metallici
Le Risorse vengono
classificate come:
•
Rinnovabili: risorse che possono essere ricostituite in breve tempo
(mesi, anni, decenni).
•
Non rinnovabili: risorse create da processi che impiegano tempi
molto lunghi per il loro rinnovo (millioni di anni).
Alcune considerazioni economiche
I metalli sono sempre stati considerati molto importanti dal
punto di vista industriale ed economico tuttavia in molti
casi i minerali di interesse industriali (esclusi i metalli)
sono di gran lunga più significativi sia per volumi estratti
sia economicamente
L’estrazione di alcuni tra i più importanti metalli ha subito un
brusco incremento dopo la seconda guerra mondiale. A partire dagli
anni settanta si è avuto un rallentamento della richiesta di molti
metalli in concomitanza con l’embargo OPEC sul petrolio. In questo
caso il costo dei combustibili hanno favorito materie prime che
richiedono meno energia per la loro produzione rispetto ai metalli.
L’andamento dei consumi di metalli sembra avere un andamento ad
onda e in alcuni casi la cresta è stata già raggiunta. I motivi per
questa diminuzione della richiesta sono molteplici: l’uso di
materiali di riciclo, la sostituzione con materiali ceramici o
plastici, un utilizzo più oculato delle materie prime, etc.
Alcune considerazioni economiche
Negli stessi anni si è
assistito ad un aumento
considerevole nella
richiesta e nella
estrazione di minerali e
rocce industriali.
Alcune considerazioni economiche
Cosa determina il prezzo dei metalli e dei minerali e delle rocce industriali
a) La domanda può variare in tempi brevi per svariati motivi: un cambio nelle
tecnologie può produrre delle forti variazioni nelle richieste di materie prime, ad
esempio l’uso del titanio nell’industria aereo-spaziale ha prodotto una maggiore
domanda.
b) L’offerta si riferisce alla quantità di un bene che è offerta alla vendita per un dato
prezzo in un determinato periodo di tempo. L’offerta può variare per diversi
motivi: 1) cambiamenti dovuti a circostanze anomale come guerre o disastri
naturali; 2) miglioramenti nelle tecniche di sfruttamento; 3) scoperta e
sfruttamento di nuovi giacimenti.
c) L’azione governativa può regolare il costo delle materie prime attraverso anche
la creazione di riserve che hanno il compito di tamponare i prezzi.
d) Il riciclo ha effetto sul prezzo, sull’ambiente e prolunga la vita delle risorse.
L’energia necessaria per il riciclo è molto minore di quella richiesta per lo
sfruttamento dei giacimenti (ad esempio nel caso dell’alluminio si ottiene un
risparmio del 80% dell’energia elettrica). Nel caso dei minerali e rocce industriali
il riciclo è molto meno importante.
Principali momenti nella esplorazione e sfruttamento di un
giacimento minerario
1) L’esplorazione mineraria: individuazione del giacimento
2) Studio di fattibilità: provare la attuabilità economica
3) Messa a punto della miniera:
infrastrutture
costruzione di tutte le
4) Sfruttamento: estrazione del minerale o della roccia dal
terreno
5) Trattamento del minerale: frantumazione del materiale
estratto, separazione del minerale utile dalla ganga
6) Fusione: ottenimento del metallo dai minerali utili
7) Raffinazione: purificazione del metallo
8) Marketing: spedizione del minerale, della roccia o del
metallo ottenuto al venditore o alla manifattura finale
Fattori importanti nel valutare i potenziali
giacimenti
a) Grado
del
giacimento:
La
concentrazione di un metallo in un
giacimento è detto “grado” ed è
espresso come percentuale o come
parti per milione (ppm).
La
determinazione del grado di un
giacimento è detto saggio (assay in
inglese).
Il
grado minimo perchè un giacimento
sia sfruttabile dipende da molti
fattori economici e politici ed è
detto cut off grade.
I limiti del giacimento al di sotto del
cut off sono detti “assay limits” e
sono determinati attraverso lo studio
di numerosi campioni
Geostatistical simulation of Cu ore showing
the model results at 1% Cu (green halos),
2% Cu (yellow halos) and 3% Cu (red
hallows).
Fattori importanti nel valutare i potenziali
giacimenti
Gli assay limits
Caratteri chimici e fisici dei materiali estratti
Sottoprodotti
Mineralogia
Granulometria
Sostanza non desiderate
Forma e dimensione del giacimento
Fattori importanti nel valutare i potenziali giacimenti
Gli assay limits sono determinati da considerazioni
economiche e non si basano sulle strutture geologiche.
Essi possono variare sulla base delle diverse condizioni
economiche che determinano i valori del cut off grade.
Quando i limite di cut off si abbassa le dimensioni del
giacimento aumentano. La tendenza attuale è quella di un
abbassamento dei valori del cut off ( grado minimo perché
un giacimento sia sfruttabile).
Figure is showing main
mineralization zones on
the Cieneguita project.
Areas in red are
exhibiting mineralization
areas where grades is
>1.5 g/t Au
Fattori importanti nel valutare i potenziali giacimenti
b) Caratteri chimici e fisici dei materiali estratti: nel caso dei
minerali e rocce industriali il grado dei depositi è meno
importante. I criteri per determinare se un giacimento è sfruttabile
sono soprattutto i caratteri fisici e chimici dei materiali
estratti.
Un parametro importante è l’omogeneità del materiale estratto, in
quei casi in cui i materiali sono eterogenei spesso si procede ad un
mescolamento in modo da ottenere un prodotto più utilizzabile.
Ad esempio i calcari provenienti da una cava possono essere
utilizzati in diverse maniere a seconda delle loro proprietà:
•Se sono puri dal punto di vista chimico possono essere usati per
estrarre Mg dall’acqua di mare
•Se il calcare ha una polvere bianca può essere usato come filler e
opacizzante per la carta.
Mg2+ viene fatto precipitare dall’acqua di mare grazie all’aggiunta di CaO (lime) prodotto per
calcinazione di CaCO3. Mg(OH)2 insolubile è rimosso per filtraggio. L’attacco acido con HCl produce
MgCl2 solubile che viene separato per evaporazione della soluzione con la formazione di
MgCl2.1.5H2O, che è usata come carica di una cella elettrolitica che opera a 700 – 750 °C. La
reazione della cella è:
MgCl2 --> Mg(l) + Cl2(g)
Il Mg prodotto è puro al 99.9%. Il cloro prodotto è convertito in HCl utilizzato per il processo suddetto.
Fattori importanti nel valutare i potenziali giacimenti
c) Sottoprodotti: in alcuni giacimenti il minerale estratto
è accompagnato da altri minerali utili che quindi
contribuiscono a stabilire il prezzo del materiale estratto.
Ad esempio nelle miniere d’oro del Sud Africa viene prodotto
anche una notevole quantità di uranio la cui vendita
determina una diminuzione dei costi di estrazione dell’oro
South Africa does not have any primary uranium producers, but does produce uranium oxide as a by
product from some Witwatersrand gold mines. South Africa produced 900,765 kg of uranium oxide in
2003. Most of South Africa's production is sourced from the Moab Khotsong Gold mine operated by
Anglo Gold. Uraninite is found associated with the auriferous Witwatersrand conglomerates as well
as in carbonatitic intrusions such as Phalaborwa. Uraninite is also found associated with certain
Karoo age sediments. The Witwatersrand conglomerates and tailings contain up to 80% of South
Africa's resources, estimated at 284 000t of uranium.
Fattori importanti nel valutare i potenziali giacimenti
d) Mineralogia: le proprietà fisiche della forma mineralogica
utile per l’estrazione di un metallo governano la facilità con
cui il materiale viene estratto e raffinato determinando il
valore del cut off grade. Ad esempio il nikel è più
facilmente estraibile se in forma di solfuro piuttosto che
come silicato; nel primo caso il giacimento è sfruttabile con
un grado fino a 0.5% mentre se sono presenti silicati di nikel
non è economico al di sotto del 1.5%.
Nel caso di minerali industriali il problema può essere più
complicato: la sabbia quarzosa usata per i vetri di alta
qualità deve possedere Fe2O3 < 0.035% ma se il ferro è
presente sotto forma di patine intorno ai grani può essere
rimosso per attacco acido o per strofinamento
e) Granulometria: il recupero è la percentuale di minerale
utile presente nel materiale estratto che è recuperato nel
concentrato. Le tecnologie attualmente disponibili non
riescono a separare bene i minerali nella frazione
granulometriaca ultra fine e quindi il recupero è sempre
minore del 100%
Fattori importanti nel valutare i potenziali giacimenti
f) Sostanza non desiderate: la presenza nel materiale estratto
o nei concentrati di alcuni minerali ricchi in elementi
pericolosi per l’ambiente richiede un costo aggiuntivo; ad
esempio in alcuni giacimenti di rame è presente come minerale
accessorio la tennantite (Cu12As4S13) che durante la fase di
fusione rilascia As con gravi pericoli per l’ambiente
g) Forma e dimensione del giacimento: grandi giacimenti
superficiali anche di basso grado possono essere sfruttati in
maniera economica con scavi a pozzo mentre giacimenti formati
da vene sotterranee richiedono metodi di estrazione più costosi
con scavi sotterranei
ASPETTI ECONOMICI DEI MINERALI INDUSTRIALI
l’industria estrattiva italiana ha subito un pesante declino negli ultimi
decenni.
Tale declino ha riguardato i due settori trainanti e tradizionali
dell'industria estrattiva: il settore metallifero, e il settore energetico.
In Italia, agli inizi del 900, il numero delle miniere attive era all’incirca di
un migliaio. Oggi la presenza sul suolo italiano di miniere nel settore
minerario propriamente detto, si è ridotta drasticamente ad una ventina.
Il numero degli addetti che avevano raggiunto la cifra di 100.000 negli
anni 50-60, è scesa a 10.000 negli anni 80 e probabilmente di recente
si è ridotta ancora
I dati statistici sembrano indicare che l'industria estrattiva italiana stia
scomparendo, ma in realtà la situazione è diversa.
Il settore minerario tradizionale, quello di miniera, cui appartengono i minerali
industriali, produce materiali che, in gran parte, sono utilizzati assieme ai
materiali di cava nell'industria di trasformazione.
Il settore dell'industria ceramica è un settore con una gamma di produzione
vastissima (laterizi, piastrelle, materiali ceramici da tavola, porcellane, materiali per
le attrezzature specialistiche ecc.) e consuma una quantità enorme di materie
prime. Il settore delle piastrelle consuma 11 milioni circa di tonnellate di materie
prime l'anno.
I dati in questione sono rilevanti: il 70% dei minerali usati nei settori della ceramica
e delle piastrelle sono di produzione nazionale.
La produzione italiana di piastrelle ha superato i 600 milioni di metri quadri di
prodotto.
L’attività produttiva è concentrata prevalentemente nelle province di Modena e di
Reggio Emilia, il cui export contribuisce positivamente alla bilancia commerciale
italiana.
