Entwicklung einer Methode zur Abschätzung von Reserven / Ressourcendaten von Begleitelementen nach Lagerstättentypen des Kupfers am Beispiel von Selen

Abstract

Mineralische Rohstoffe waren in der Menschheitsgeschichte immer begehrt und Ursache von Konflikten. Derzeit ist ein Wettlauf um seltene Elemente entbrannt, da diese unabdingbar sind für die Transformation zur Klimaneutralität, Digitalisierung (z. B. IoT) und für nachhaltige Mobilitäts-und Energietechnologien. Viele dieser Rohstoffe werden nicht aus eigenen Lagerstättengewonnen, sondern sind Begleitelemente von Basisrohstoffen wie Kupfer, Zink, Aluminium oder Nickel und können nur gemeinsam mit diesen produziert werden. Da die geologischen Vorräte von Nebenelementen im Regelfall nicht durch Klassifizierungscodes - wie JORC - erfasst werden,sind deren Reserven nicht ausreichend dokumentiert und folglich ist keine zuverlässige Bewertung deren Kritikalität möglich.Mittels statistischer Verfahren und ermittelter Selenwerte in verschiedenen Kupfervererzungen wird gezeigt, dass Lagerstättentypen charakteristische Selenkonzentration aufweisen. Diese Werte werden mit der Datenbasis von Kupferlagerstätten, die nach Typus der Lagerstättengenese,Kupferkonzentration, Reserven und Ressourcen sowie geografischen Lage gegliedert ist, verschnitten und hochgerechnet. Unter Berücksichtigung der wirtschaftlichen Bedeutung wird schließlich ein Verhältnis von raffinierten Kupfer- zur Selenmenge errechnet.Das Resultat ist eine tabellarische Aufstellung der geologischen Reserven und Ressourcen vonSelen nach relevanten Ländern und Regionen sowie nach dem geologischen Alter der Kupferlagerstätten.Mit diesen Erkenntnissen werden die durchschnittliche Lagerstättengröße je Typus und Region ermittelt und Rahmenbedingungen für die wirtschaftliche Gewinnung von Begleitelementen beleuchtet. Für den prognostizierten steigenden Bedarf von Selen stehen mit Reserven von rund 25 Mio. Tonnen eine weit über hundertfache Reservenbasis als bisher bekannt zur Verfügung. Die Gewinnung dieser Vorräte steht jedoch in unmittelbaren Zusammenhang mit der primären Kupferproduktion.Die vorgestellte Methode ist geeignet, die Reserven und Ressourcen auch anderer Nebenelemente,wie u.a. Platin, Kobalt, Wismut, Molybdän oder Tantal sowohl von Kupferlagerstätten alsauch jene von beispielsweise Aluminium-, Zink-, Nickel- und Bleilagerstätten abzuschätzen.

Mineral raw materials have always been in great demand in human history and have been the cause of conflicts. There is currently a race for rare elements, as these are in dispensable for the transformation to climate neutrality, digitization (e.g. IoT) and sustainable mobility and energy technologies.Many of these raw materials are not mined from their own deposits but are by-elements of basic raw materials such as copper, zinc, aluminium, or nickel and can only be produced together with them. Since by-elements ́ geological reserves are generally not included by classification codes - such as JORC - their reserves are not sufficiently documented. Consequently, noreliable assessment of their criticality is possible.Using statistical methods and a set of selenium data from various copper mineralization, it is showed that every type of deposit has a characteristic selenium concentration. These values are linked and extrapolated with the database of copper deposits, which is structured according to thetype of deposit, copper concentration, reserves and resources, and geographic location. Finally,considering the economic importance, a ratio of refined copper to selenium is calculated.The result is a tabular listing of selenium's geological reserves and resources according to the relevant countries and regions and the copper deposits' geological age. With these findings, the average deposit size per type and region is determined, and the framework conditions for the economic extraction of by-elements are examined. A reserve base of around 25 million tons is well over a hundred times higher than that previously known and is available to meet the prospects of increasing demand for selenium. The extraction of these reserves is, however, directly related and limited to the primary copper production.The methodology presented is suitable for estimating other by-elements' reserves and resources,such as platinum, cobalt, bismuth, molybdenum, or tantalum, both from copper miningoperations as from aluminium, zinc, nickel, lead deposits and others.