Abstract: In einem US-amerikanischen Minenbetrieb fallen bei der Auslaugung von Abraum zur Gewinnung von Restkupfer Abwässer an, die höhere Konzentrationen aufweisen als für Abwässer erlaubt ist. Eine bislang angewandte chemische Fällung erforderte erhebliche Kosten. Mit der Nanofiltration (NF), verbunden mit einer Biomasse-Adsorptionsstufe, erhält man ein weniger problematisches Abwasser, das direkt eingeleitet werden darf. Dieses Wasser kann im Betrieb sogar als Frischwasser dort eingesetzt werden, wo höhere Anteile an Silikaten toleriert werden können. Ein weiterer Vorteil der NF-Technik ist die Aufkonzentration der Metallsalze und die Rückgewinnung von Schwefelsäure. Kupfer liegt z.B. nach der ersten Stufe in solcher Konzentration vor, daß die Extraktionskapazität der existierenden Anlage stark erhöht wird. Die Nanofiltration ist ein Membranprozeß, bei dem Membranen mit Porengrößen von ca. 1 nm eingesetzt werden. Die Porengröße ist kleiner als bei Ultrafiltrationsverfahren und nur wenig größer als bei Umkehrosmosemembranen. Gearbeitet wird mit dem Prinzip der Queranströmung (Crossflow). Zur Entfernung der relativ geringen Anteile an Schwermetallen wird zusätzlich eine Biomasse-Kolonne eingesetzt. Beschrieben wird der Aufbau bzw. das Fließschema einer Pilotanlage. Untersuchungen mit dieser Anlage bestätigten die Wirksamkeit der NF- Abwasserbehandlung mit anschließender Adsorption an Biomasse. Die zugeführten Chemikalien bestehen lediglich aus relativ harmlosen Stoffen wie Entkrustungsmittel und Soda. Das Entkrustungsmittel wird benötigt, um Ablagerungen von Anorganika auf den Membranen zu verhindern. Das Soda neutralisiert das aufbereitete Wasser. Beide Chemikalien verhalten sich im Prozeß ansonsten neutral. Hauptsächliche Ausgaben entstehen für Kapitalkosten. Betriebskosten entstehen für den Membranersatz und die Energie. Die Versuchsresultate und Erkenntnisse aus den Versuchen konnten weitgehend für die Auslegung einer NF-Anlage in einer Kupfermine in Mexiko übernommen werden, die im Frühjahr 1997 in Betrieb genommen werden soll.

Abstract: Sustainable mining is generally considered to be an oxymoron because mineral deposits are viewed as nonrenewable resources that are fixed in the crust. However, minerals are conserved and recycled by plate tectonics which continually creates and destroys ore deposits. Though it is true that rock cycles have much longer periods than biomass cycles, the crust is essentially an infinite reservoir so long as we continue to invest in mineral exploration and processing technology. Implicit in the definition of sustainable development is the recognition that human development of resources in one reservoir may subsequently degrade resources supplied by another. The depreciation of overlapping and adjacent resources is often externalized in the cost to benefit accounting and cannot be sustained if the integrated cost/benefit ratio is greater than 1. The greatest obstacle to sustainability in mining is the expanding scale of excavation required to develop leaner ores because this activity degrades connected resources. In the case of open pit, sulfide ore mining the disturbed land may produce acid rock drainage (ARD). Because ARD will self-generate over the course of tens to hundreds of years the cost of controlling this pollution and rehabilitating mined lands is large and often spread over many generations. Secondary production of minerals from partially excavated deposits where there are preexisting environmental impacts and mine infrastructure help to reduce the risk of depreciating pristine resources, provided that new mining operations “do no (additional) harm” (Margoles, 1996). In turn, a percentage of the profits derived from secondary mineral production can be used for rehabilitation of the previously mined lands. These lands contain significant, albeit low grade, metal concentrations. These concepts are being developed and tested at the Mineral Park Sustainable Mining Research Facility where an in situ copper sulfide mining field experiment was conducted. Monitoring data and computer modeling indicate that ARD is not generated after closure. This is because the ore is not disturbed and is left saturated, whereas unsaturated conditions generate acidic drainage. The short term risk of groundwater contamination is mitigated by utilizing an exempt mine pit to capture any leach solutions that are not intercepted by the wellfield. Using green accounting techniques and transfer models it can be communicated that this mining scenario is an approach to sustainability.