Impactul asupra mediului al metalurgiei este , în principal , la momentul extracției metalelor, în timpul rafinării în furnale și în timpul reciclării.
Producția de metale a cauzat deja probleme de poluare a apei , a aerului și a solului în antichitate . Astăzi, producția este considerabil mai mare decât în acea perioadă, ceea ce a dus la o creștere semnificativă a poluării generate, în ciuda optimizării proceselor și a standardelor de mediu mai stricte.
De exemplu, producția de aluminiu a avut o creștere anuală de 6,5% între 2002 și 2014 , ceea ce echivalează cu o dublare a producției în această perioadă. Între 2005 și 2015, producția de litiu a crescut cu 20% pe an, de la 16.600 la 31.500 de tone pe an. Se preconizează că producția de nichel va crește cu 1,7% pe an din 2020 până în 2029.
Gradul mediu de minerale exploatate este în continuă scădere, deoarece în general sunt cele mai bogate vene și aproape de suprafață care au fost exploatate mai întâi. Pentru cupru , de exemplu, în Chile , calitatea minereului de cupru a crescut treptat de la 1,34% în 1990 la 0,78% în 2008 și apoi la 0,61% în 2018 . Cu toate acestea, pe măsură ce tehnologiile miniere avansează și prețurile de cumpărare cresc, este încă posibil să exploatezi profitabil aceste minerale cu concentrație mai mică, crescând astfel rezervele exploatabile.
Rezervele de minereu evoluează constant în funcție de noi explorări și descoperiri. Astfel, în 1996, rezervele de minereu de nichel au fost estimate la 47 de milioane de tone (adică 51 de ani de producție în acel moment), în timp ce în 2015 (20 de ani mai târziu), rezervele de minereu erau încă estimate la 69 de milioane de tone (32 de ani de consum). Într-adevăr, creșterea prețului materiilor prime este un stimulent puternic pentru a dezvolta campanii de cercetare pentru noi depozite.
Numărul de ani de rezervă de minereu depinde de rezerva cunoscută până în prezent și de consumul anual mondial.
Astfel, consumul actual de minereu de fier este de 2.494 milioane tone pe an pentru o rezervă estimată de 173.500 milioane tone. Cu o creștere de 2% pe an, rezerva calculată ar fi de 46 de ani (epuizare în 2065 ) în timp ce cu 3%, ar fi 39 de ani (epuizare în 2058 ) și că în cele din urmă cu 4%, ar scădea la 34 de ani ( epuizare în 2053).
Pe termen mediu, nu există riscul epuizării resurselor metalice, această creștere puternică a cererii poate genera tensiuni de aprovizionare.
Consumul de metale ar trebui să crească semnificativ ca parte a tranziției energetice, deoarece energiile regenerabile ( solare și eoliene ), precum și bateriile necesită cantități mari de metale.
De cupru este un metal care ar putea fi alimentat de tranziția de energie , deoarece ar consuma 90% din resursele cunoscute în prezent , înainte de 2050 , dacă vrem să rămână sub 2 grade de încălzire până la sfârșitul secolului.
Pentru cobalt , este între 64,7 și 83,2% din rezervele cunoscute astăzi care ar putea fi utilizate. Pentru nichel , este de 43%, iar pentru litiu , mult mai abundent, este „doar” de 25%.
Extracția și rafinarea acestor metale necesită energie, cel mai adesea carbonată, ceea ce contribuie la creșterea emisiilor de gaze cu efect de seră .
Nevoile de energie ale activității miniere depind în mare măsură de tipul de mină din care sunt extrase materiile prime dorite. Acestea sunt mai importante în cazul activității miniere subterane datorită operațiunilor de transport al materialelor la suprafață, pompare a apei, ventilație, aer condiționat al galeriilor.
Un studiu a stabilit o comparație pentru consumul de energie în funcție de tipul de mină:
Aceasta înseamnă de aproximativ 4 până la 5 ori mai multă energie consumată pentru o mină subterană decât pentru o mină de suprafață.
Cu cât un metal este mai slab concentrat, cu atât este nevoie de mai multă energie pentru a extrage o anumită cantitate. Cu toate acestea, faptul că cele mai concentrate depozite au fost exploatate mai întâi, în timp, sunt exploatate depozite din ce în ce mai puțin de bună calitate.
Dacă nu se realizează nicio îmbunătățire tehnologică, consumul de energie necesar pentru extragerea unei cantități date tinde inexorabil să crească. De exemplu, atunci când conținutul mediu de aluminiu din bauxită merge de la 60% la 5%, energia necesară pentru a produce o tonă de metal pur merge de la 50.000 la 200.000 kWh .
Consum de apăExtracția și rafinarea metalelor necesită, de asemenea, mai multă sau mai puțină apă, ceea ce poate duce la stres de apă în regiunile vulnerabile.
Metalul poate fi rafinat în două moduri:
| Metal | Cantitatea de energie în MJ / kg |
|---|---|
| Cadmiu | 17 |
| Conduce | 37,5 |
| Zinc | 52 |
| Mercur | 135 |
| Nichel | 190 |
| Aluminiu | 210 |
| Staniu | 285 |
| Neodim | 390 |
| Litiu | 615 |
| Siliciu | 1250 |
| Argint | 1500 |
| Indiu | 2600 |
| Galiu | 3000 |
| Tantal | 4400 |
| Paladiu | 180.000 |
| Platină | 190.000 |
| Aur | 310.000 |
Din acest tabel putem vedea că metalele mari ( zinc , plumb , fier etc.) sunt printre cele mai puțin consumatoare de energie, în timp ce metalele rare și prețioase sunt mult mai mari. Per total, cu cât concentrația unui metal este mai mică, cu atât este nevoie de mai multă energie pentru a extrage un kg de metal brut.
Metalele sunt folosite, printre altele, pentru sectorul digital, care duce la sfârșitul lanțului la creșterea deșeurilor: de la începutul anilor 2000 , datorită creșterii consumului și a accelerării ratei de înlocuire a echipamentelor , cantitatea de deșeuri de echipamente electrice și electronice ( DEEE ) generate anual la scară globală continuă să crească. Astfel, ar trebui să ajungă la 52 de milioane de tone în 2021 (comparativ cu 45 de milioane de tone în 2016 ), din care un sfert sunt deșeuri digitale. Majoritatea acestor deșeuri sunt depozitate, arse sau au făcut obiectul comerțului ilegal și al tratamentului necorespunzător. Această lipsă de gestionare a sfârșitului de viață este cu atât mai îngrijorătoare cu cât DEEE sunt deșeuri periculoase și poluante.
Metalele mari ( cupru , fier etc.) și metalele prețioase ( aur , platină ) sunt relativ bine reciclate, majoritatea foarte puțin. În special, aproape toate metalele mici utilizate pentru funcții de înaltă tehnologie în sectorul digital sunt greu reciclate.