Il minerale di ferro è un grosso problema in Australia.
Siamo il più grande esportatore di minerale di ferro al mondo. Il minerale di ferro frutta 133 miliardi di dollari all’anno (2021-2022) e fornisce 43.000 posti di lavoro nel settore minerario australiani. Il minerale di ferro è una roccia ricca di ossidi di ferro (Fe2 O3 ) e comprende minerali come ematite e magnetite.
La maggior parte del minerale di ferro mondiale si trova in rocce chiamate formazioni di ferro fasciato o BIF. I BIF si verificano in tutti i continenti e in tutti gli stati dell'Australia. L'Australia occidentale rappresenta il 90% del nostro minerale di ferro. Ciò che molte persone non capiscono è che questa ricca dotazione di minerali è dovuta a minuscoli batteri fotosintetici laboriosi molti millenni fa.
I BIF sono come antichi narratori incisi nella pietra. Anche se ora sono sulla terraferma, la loro storia inizia negli antichi oceani.
I BIF sono rocce sedimentarie con strati alternati di materiale ricco di ferro e silice, che formano fasce chiare e scure.
Molti BIF in tutto il mondo si sono formati tra 3.000 e 2.500 milioni di anni fa. Questi antichi oceani avevano alti livelli di silice e ferro disciolti, che venivano trasportati negli oceani dalla terraferma. Quindi minuscoli batteri, chiamati cianobatteri, svilupparono la fotosintesi, formando colonie note come stromatoliti. Le stromatoliti possono ancora essere viste oggi a Shark Bay e nel lago Clifton nell'Australia occidentale.
Quando i batteri iniziarono la fotosintesi, iniziarono anche a rilasciare ossigeno negli oceani. Le fioriture stagionali di alghe hanno aumentato la quantità di ossigeno nell’acqua di mare. L'ossigeno ha quindi reagito con il ferro solubile per formare ossido di ferro insolubile. Gli ossidi di ferro caddero sui fondali oceanici sotto forma di minerali come magnetite ed ematite. Questi sedimenti continuarono ad accumularsi in fasce alternate sui fondali oceanici per quasi un miliardo di anni. Hanno creato le formazioni a bande o BIF che troviamo ora. Queste rocce riflettono milioni di anni di cambiamenti in ogni strato.
Una volta che la maggior parte dei minerali nell'oceano furono ossidati, l'ossigeno riuscì finalmente a uscire dall'oceano per creare la nostra atmosfera.
Avanti veloce fino ad oggi e grazie al duro lavoro di questi minuscoli batteri, ora abbiamo il minerale di ferro. Lo combiniamo con il carbone per produrre l'acciaio. Keith Vining è il leader del gruppo di ricerca sui futures dell'acciaio al carbonio. È inoltre a capo di progetti siderurgici a basse emissioni nella missione Towards Net Zero.
"Utilizziamo l'acciaio praticamente in ogni cosa, compreso il lavello della cucina", afferma Keith.
"Non esiste alcun sostituto dell'acciaio, ma la sua produzione rilascia molte emissioni di carbonio. Ecco perché stiamo lavorando a soluzioni per ridurre le emissioni derivanti dalla produzione dell'acciaio", afferma Keith.
Il primo passo per ridurre le emissioni è migliorare la qualità del minerale di ferro prima ancora di iniziare il processo.
"Ciò significa che dobbiamo ridurre la silice, l'allumina e il fosforo nel minerale di ferro. Queste sono una caratteristica di alcune delle nostre risorse di minerale di ferro goethitico in Australia", afferma Keith.
Una volta arrivati al punto di produzione, dobbiamo fare due cose:
Attualmente facciamo entrambe le cose con il carbone. Si fa così da secoli. Pertanto, per portare il settore a zero emissioni dobbiamo creare nuovi processi e percorsi per il minerale di ferro australiano.
"Il carbone è solo carbonio, quindi possiamo sostituirlo nella fase di riduzione con biochar. Successivamente possiamo effettuare la fusione con il calore derivante dall'elettricità rinnovabile invece di bruciare carbone", afferma Keith.
“Anche se non sarebbe ancora pari a zero, intaccherebbe davvero le emissioni di carbonio. In futuro, potremmo utilizzare l’idrogeno ionizzato per generare il calore necessario per sciogliere il minerale di ferro. Se questo è idrogeno verde (idrogeno prodotto utilizzando energia rinnovabile) allora potremmo pensare ad un acciaio a impatto zero", afferma Keith.
Fornito da CSIRO
