Norske kvartsråstoffer og det grønne skifte

Peter M. Ihlen

NGU-dagene 6.-7. februar 2017

Norske kvartsråstoffer

og det grønne skifte

KVARTS

SiO

KARAKTERISTIKA: Jordskorpen inneholder gjennomsnittlig 12 vekt % kvarts

Glassaktig transparant mineral ofte melkefarget eller røkfarget Består nesten utelukkende av silisium og oksygen

Sterke atombindinger medfører at den er nesten uløselig i vannt og har høyt smeltepunkt (1705°C)

Hardt mineral som riper glass

Pegmatitter: Knuses og males til 0,1-0,7 mm for mineralseperasjon

Kvartsitt Hydrotermale gang

Knuses og siktes (3-20 cm biter)

Stykk-kvarts Kvarts-konsentrat

10 cm 0,5 mm

Kjemisk, termisk og mekanisk kvalitet Kjemisk kvalitet

Kvartsforekomster Kvartsganger

Pegmatitter Kvartsitter

Tananeset, Elkem

Mårnes, Elkem

Drag, Quartz Corp Elkem, Nasafjell

Snekkevik/Litangen, Eramet

Produksjonstall hentet fra

Mineralressurser i Norge 2015/SSB 5 uttakssteder med 125 ansatte

Omsatt tonnasje:

Innenlandsmarked 925 648 tonn Eksportmarked 186009 tonn Totalt 1 111657 tonn

Salgsverdi:

Innenlandsmarked Kr 139 221228

Eksportmarked Kr 24 013625

Totalt Kr 163 234853

Importert kvarts ca. 500 000 tonn

FeSi kvartsitt : Ca. 130 kr/tonn FOB

Si Kvarts: Ca. 500-600 kr/tonn CIF

Kvartskonsentrat: > 1000 kr/tonn

NOEN BRUKSOMRÅDER FOR KVARTSRÅSTOFFER

KVARTSRÅSTOFFER DET GRØNNE SKIFTE I

1. Kvartsråstoffer brukes i produksjonen av silisium-metall ved i alt 5

smelteverk. Metallet er en

nødvendighet for produksjon av fornybar solenergi.

2. Kvartsråstoffer inngår i produksjonen av komponenter i datateknologiske smartløsninger for gjennomføringen av det grønne skifte

3000-4000 personer i distriktene er sysselsatt i bryting, prosessering og videreforedling av kvartsråstoffer

Polykrystallin høyren silisium

Elektronisk kvalitet silisium Høyren stykk-kvarts+

kull+koks+treflis

STYKK-KVARTS

Ferrosilisium (FeSi)

Luteprosess

PC, batterier

Monokrystallin Solar silisium

(Bremanger) 10-120000 kWh/t

2000 grader Jernmalm

Dyrkete kvarts-

krystaller for skjæring av kvartsskiver til frekvensmålere, tidsbrytere

Fyllmasse gjennom-siktig for elektro-magnetiske bølger. Til innstøping av mikro-brikker og kretser i PCer

Kvarts fibre til laser systemer,

telekommunikasjon og fiberoptikk, smeltedigler

HØYRENE

KVARTS-KONSENTRATER

Et høyrent kvartskonsentrat inneholder mindre enn 50 gram av forurensninger i 1 million gram eller 1 tonn av konsentrat

Positivt:

Kvarts er lite reaktivt og inneholder svært lite av andre stoffer enn silisium og oksygen (> 98 % SiO2). Gir derfor miljø-vennlige deponier av overskudds- masse og av produsert stykk-kvarts

Negativt:

Avgang i tilknytning til mineralseparasjon og produksjon av konsentrater kan inneholde miljøgifter

Dagbruddsdrift kan være forbundet med støy- og støv-plager hvis nær boligområder (Litangen, Mårnes og Tana i lite bebygde områder)

Langvarig innånding av kvartsstøv kan gi lungesykdommer (silikose)

GRUVEPRODUKSJON AV KVARTS I DET GRØNNE SKIFTE

FeSi-Kvartsitt

Mikrosilika (SiO₂)

CO₂, SO₂, NO_X Råstoff

Knusing Avkjøling

Smeltet

silisium Si-smelte

Pågang

Elektroder

Elektrisk energi, 10000 kWt/t

C Kv

Sikting

SILISIUM-PRODUKSJON I DET GRØNNE SKIFTE

Silisium

Positivt:

Industrien startet sitt grønne skifte på 1970-tallet.

Rensing av støv i avgasser: Mikrosilika produksjon til sementindustrien

Gjenvinning av varme-energi ved:

Elektrisk kraft fra dampturbiner

Fjernvarme-anlegg til boliger, veksthus, oppdrettsanlegg og jordvarme under fotballbaner. Opptil 30 % gjenvinnes Negativt:

Stor mengder energi konsumeres Fortsatt store utslipp av CO₂ , men de jobber med å bli karbon-nøytrale.

Gjennvunnet energi fra spill- varme (30 % av total)

CO + SiO gass

CO₂

Ernæringsstoffer og alginater til næringsmiddel-

industrien

Skallelv

100 mill tonn pr.10m avsenkning, dvs. nærmere hundre års drift

KVARTSRESSURSER

Elkem Tana

1 mill tonn

kvartssandstein pr. år

200m

V Ø

40-60m

God kvalitet

0,3 mm

Al₂O₃ Fe₂O₃ TiO₂ CaO P₂O₅ MgO

Tana 0,5 0,2 0,04 0,03 0,002 0,01

FeSi 0,5 0,04 0,2 0,25 0,2

FeSi high purity 0,5 0,2 0,002

Gamasfjell Fm.

Mikrobilde av sandstein

Nasafjell kvartsgang forekomst, > 10 mill tonn

KONKLUSJON

Norge har tilstrekkelige mengder av kvartsråstoffer og typer av forekomster til å kunne gi et viktig bidrag til det grønne skifte.

Et spørsmål er om silisum-solceller erstattes av andre og billigere typer og dermed redusere behovet for kvarts.

Et annet er om silisium erstatter grafitt i ladbare batterier noe som vil øke behovet for gangkvarts

Takk for oppmerksomheten!