Der Goldfund in der Mikrowelle
Rösten von Erzen in stehenden Feldern soll diese leichter zugänglich machen
Um 1800 enthielt Kupfererz noch über 10% Kupfer, heute sind es noch maximal 1%. Gold ist gar mit gerade noch vier bis sechs Gramm pro Tonne in entsprechenden Lagerstätten zu finden. Das Zermahlen der Erze verbraucht 5% der elektrischen Energie weltweit. Statt roher Gewalt sollen nun Mikrowellen helfen.
Kinder stecken gerne alles Mögliche in die Mikrowelle, um zu sehen, was passiert. Papis Hausschuhe oder die Barbie-Puppe der kleinen Schwester verwandeln sich so schnell in etwas Unförmiges, Stinkendes, Negerküsse blähen sich auf ein Vielfaches auf, Eier explodieren. Und Mutti auch, wenn sie die Schweinerei beseitigen muss.
Solche Spiele sind zudem gefährlich: Die Mikrowelle kann bei den Explosionen undicht werden und die mikrowellengegrillten Teile können Feuer fangen. Also sollten Erwachsene schlauer sein. Wie man von dem oft kolportierten Fall weiß, wo ein Amerikaner seine Katze in der Mikrowelle trocknen wollte und sich wunderte, dass diese anschließend tot war, ist dies jedoch nicht immer der Fall.
Steine „zappen“ in der Mikrowelle
Wissenschaftler sind jedoch wieder wie große Kinder: Sie probieren aus, was passiert. Also legten sie schon vor 25 Jahren auch Steine und Erzproben in handelsübliche Mikrowellengeräte, um zu sehen, was passiert – würden sie zerspringen oder würden die darin verborgenen Erzadern schmelzen und so die Metallgewinnung erleichtern?
Nun, die Steine wurden warm. Explodiert sind sie dagegen nicht – das wäre auch ungesund für die Mikrowelle und damit die davor stehenden Wissenschaftler geworden. Energetisch effizienter als die heutige Technik, Erze in großen Gesteinsmühlen klein zu mahlen, um darin verborgene Metalle frei zu setzen, war das nicht.
Doch war nur der Ansatz falsch: Haushaltsmikrowellenöfen verteilen die Funkstrahlung in ihrem Inneren möglichst gleichmäßig – die Speisen sollen ja nicht an einer Stelle bereits explodieren und an anderen noch kalt sein. Bei den Erzen ist es anders – diese will man ja nicht kochen, sondern tatsächlich zum Zerspringen bringen. Dazu ist nur eine hohe Temperaturdifferenz im Gestein notwendig, keine absolut hohe Gesteinstemperatur.
Der Trick: Mikrowellenöfen mit „schlechter“ Strahlungsverteilung
Also ist die Mikrowelle so umzubauen, dass in ihr stehende Wellen entstehen – Energiemaxima. Kleine Areale in den Erzen bekommen dann einen Energieschub und es bilden sich Risse – so wie bei der Metallschicht einer CD in der Mikrowelle. Und diese Risse entstehen praktischerweise genau an den Grenzlinien zwischen Stein und Metall, wo sich die Stoffe bei Erwärmung unterschiedlich ausdehnen.
Damit zerspringen die Erzgesteine zwar nicht, aber sie lassen sich anschließend mit weit weniger Energieaufwand zermahlen, weil sie innerlich bereits „morsch“ sind. Dies hat das Team um Sam Kingman an der Universität von Nottingham in England nun erfolgreich erprobt, wie der New Scientist berichtet: Statt 20 Kilowattstunden pro Tonne Gestein sind nun gerade noch 0,4 Kilowattstunden notwendig – und damit lohnt sich das Verfahren. Frühere Versuche, die Gesteine vor dem Mahlen konventionell zu erhitzen oder mit Ultraschall zu beschießen, brachten dagegen keine energetischen Vorteile.
Bis man Mikrowellenöfen allerdings in für den Bergbau geeignete Größen weiterentwickelt hat, werden trotz Förderung seiner Forschungen durch Minengesellschaften noch etwa 10 bis 20 Jahre vergehen, schätzt Kingman.