Wij zijn de grootste ijzerertsexporteur ter wereld. IJzererts levert jaarlijks 133 miljard dollar op (2021-2022) en zorgt voor mijnbouwbanen voor 43.000 Australiërs. IJzererts is gesteente dat rijk is aan ijzeroxiden (Fe₂ O₃ ) en bevat mineralen zoals hematiet en magnetiet.

Het grootste deel van het ijzererts in de wereld wordt gevonden in gesteenten die banded iron formaties of BIF's worden genoemd. BIF's komen voor op alle continenten en in alle staten van Australië. West-Australië is goed voor 90% van ons ijzererts. Wat veel mensen zich niet realiseren is dat deze rijke mineralenvoorraad vele millennia geleden te danken is aan hardwerkende kleine fotosynthetische bacteriën.

BIF's zijn als oude verhalenvertellers die in steen zijn geëtst. Hoewel ze nu aan land zijn, begint hun verhaal in de eeuwenoude oceanen.

Oude oceanen en algen

BIF's zijn sedimentaire gesteenten met afwisselende lagen ijzerrijk materiaal en silica, die banden van licht en donker vormen.

Veel BIF's over de hele wereld zijn meer dan 3.000 tot 2.500 miljoen jaar geleden gevormd. Deze oude oceanen hadden een hoog gehalte aan opgelost silica en ijzer, dat van het land in de oceanen werd gespoeld. Vervolgens ontwikkelden kleine bacteriën, cyanobacteriën genaamd, fotosynthese en vormden kolonies die bekend staan ​​als stromatolieten. Stromatolieten zijn nog steeds te zien in Shark Bay en Lake Clifton in West-Australië.

Zuurstof komt de oude oceanen binnen

Toen de bacteriën begonnen te fotosynthetiseren, begonnen ze ook zuurstof in de oceanen af ​​te geven. Seizoensbloei van algen verhoogde de hoeveelheid zuurstof in het zeewater. Zuurstof reageerde vervolgens met het oplosbare ijzer om onoplosbaar ijzeroxide te vormen. IJzeroxiden vielen op de oceaanbodem als mineralen zoals magnetiet en hematiet. Deze sedimenten bleven zich bijna een miljard jaar lang in afwisselende banden op de oceaanbodem ophopen. Ze creëerden de bandformaties of BIF's die we nu vinden. Deze rotsen weerspiegelen miljoenen jaren van verandering in elke laag.

Toen de meeste mineralen in de oceaan eenmaal waren geoxideerd, kon de zuurstof eindelijk uit de oceaan komen en onze atmosfeer creëren.

IJzererts in staal veranderen

Snel vooruit naar vandaag en dankzij het harde werk van deze kleine bacteriën hebben we nu ijzererts. We combineren het met steenkool om staal te maken. Keith Vining is leider van de Carbon Steel Futures Research Group. Hij leidt ook staalprojecten met lage emissies in de Towards Net Zero-missie.

"We gebruiken staal in vrijwel alles, inclusief de gootsteen", zegt Keith.

"Er is geen vervanging voor staal, maar bij de productie ervan komt veel CO2-uitstoot vrij. Daarom werken we aan oplossingen om de uitstoot van staal te verminderen", zegt Keith.

Staal met lage uitstoot maken

De eerste stap om de uitstoot te verminderen is het verbeteren van de kwaliteit van ijzererts voordat we zelfs maar met het proces beginnen.

"Dit betekent dat we de hoeveelheid silica, aluminiumoxide en fosfor in het ijzererts moeten verlagen. Dit is een kenmerk van sommige van onze goethische ijzerertsbronnen in Australië", zegt Keith.

Zodra we op het productiepunt zijn, moeten we twee dingen doen:

1. "Verminder" het ijzererts door de zuurstof te verwijderen.
2. Smelt het ijzererts om andere minerale onzuiverheden te verwijderen.

Momenteel doen we beide met steenkool. Het wordt al eeuwenlang op deze manier gedaan. Om de industrie naar een netto nulpunt te brengen moeten we dus nieuwe processen en routes creëren voor het Australische ijzererts.

Het gebruik van steenkool verminderen

"Steenkool is gewoon koolstof, dus we kunnen steenkool in de reductiefase vervangen door biochar. Vervolgens kunnen we het smelten doen met warmte uit hernieuwbare elektriciteit in plaats van steenkool te verbranden", zegt Keith.

“Hoewel het nog steeds niet netto nul zou zijn, zou het een echte deuk in de CO2-uitstoot veroorzaken. In de toekomst zouden we geïoniseerde waterstof kunnen gebruiken om de warmte te genereren die we nodig hebben om het ijzererts te smelten. Als dat groene waterstof is (waterstof geproduceerd met behulp van hernieuwbare energie) dan zouden we kunnen kijken naar een netto-nulstaal”, zegt Keith.

Geleverd door CSIRO