Hartgestein

Hartgestein ist jede feste, standfeste Gesteinsformation, die wirtschaftlich wertvolle Minerallagerstätten enthält. Im Gegensatz zu lockeren Lagerstätten, die durch einfaches Ausheben gewonnen werden können, erfordert Hartgestein Bohrungen, Sprengungen und Mahlung zur Erzgewinnung. Der Begriff unterscheidet es von Seifenlagerstätten (lockere Sedimente in Flussbetten) und von weicheren mineralführenden Materialien wie Bauxit-Laterit oder einigen Phosphatflözen. Kupferporphyre, goldhaltiges Granit, Nickel-Eisen-Erze in ultramafischem Gestein und Blei-Zink-Ganglagerstätten fallen alle in diese Kategorie.

Im Hartgestein-Bergbau muss der Erzkörper zunächst durch geologische Kartierung und Bohrungen lokalisiert werden. Sobald eine Lagerstätte bestätigt ist, bohren Bergleute mit schlagenden oder rotierenden Bohrgeräten Sprengbohrungen in die Gesteinsfront, typischerweise bis zu Tiefen von 3 bis 5 Metern pro Bohrung. Sprengstoffladungen zerbrechen das Hartgestein in Fragmente, die in Lastwagen oder Fördersysteme geladen werden können. Das Rohförderungsmaterial gelangt dann zu Brechern und Mühlen, wo es gemahlen wird, um die Erzminerale aus dem umgebenden Nebengestein (Taubgestein) zu befreien.

Hartgestein gegenüber Weichgestein-Betrieb

Hartgestein-Bergbau ist kapital- und energieintensiv im Vergleich zu Seifen- oder Alluvialbetrieben. Die Gesteinsfestigkeit, gemessen in Megapascal Druckfestigkeit, bestimmt die Bohrgeschwindigkeit und die für die Zerkleinerung erforderliche Energie. Höhere UCS-Werte (unkonfinierte Druckfestigkeit) bedeuten langsamere Bohrgeschwindigkeiten, größere Sprengstoffmengen pro Tonne Gestein und höhere Durchsatzraten in der Mühle. Kluftung, Verwitterung und Wassersättigung des Hartgesteins beeinflussen auch, wie es bricht und wie leicht fragmentiertes Material downstream behandelt werden kann.

Die Hartgestein-Kategorie umfasst sehr unterschiedliche geologische Umgebungen. Eine disseminierte Porphyrkupferlagerstätte mit niedrigen Gehalten (0,4 bis 0,8% Kupfer) erfordert die Verarbeitung von Millionen Tonnen Hartgestein pro Jahr; ein schmales Quarzgang mit hohen Goldgehalten kann unterirdisch mit deutlich weniger bewerktem Material gefördert werden. Der Begriff spezifiziert weder Erzgehalt noch Lagerstättengröße oder gesuchtes Mineral, sondern nur, dass das Wirtsgestein verfestigtes Gestein ist, das mechanischer Aufbereitung bedarf.

Die Aufbereitung von Hartgesteinerz erzeugt erhebliche Tailings-Mengen, da der Großteil des Materials Taubgestein ist. Mahlschlämme aus Hartgestein-Betrieben müssen sorgfältig bewirtschaftet werden, um Acid-Rock-Drainage zu verhindern, besonders bei sulfidführenden Lagerstätten. Der Begriff ist in der Bergbautechnik und Investitionsliteratur Standard geworden, um alle Betriebe dieser Art zu beschreiben, die sich von Alluvial-, Seifen-, Laterit- und Weichgestein-Bergbauverfahren unterscheiden.