Järnmalm är en stor sak i Australien.
Vi är världens största exportör av järnmalm. Järnmalm drar in 133 miljarder dollar årligen (2021–2022) och ger 43 000 australiensiska gruvjobb. Järnmalm är sten rik på järnoxider (Fe2 O3 ) och inkluderar mineraler som hematit och magnetit.
Det mesta av världens järnmalm finns i bergarter som kallas banded järnformationer eller BIF. BIF:er förekommer på alla kontinenter och i alla stater i Australien. Västra Australien står för 90 % av vår järnmalm. Vad många inte inser är att denna rika mineraltillgång beror på hårt arbetande små fotosyntetiska bakterier för många årtusenden sedan.
BIF:er är som forntida historieberättare etsat i sten. Även om de är på land nu, börjar deras historia i de gamla haven.
BIF:er är sedimentära bergarter med omväxlande lager av järnrikt material och kiseldioxid, som bildar band av ljust och mörkt.
Många BIFs runt om i världen bildades för mer än 3 000 till 2 500 miljoner år sedan. Dessa forntida oceaner hade höga halter av löst kiseldioxid och järn, som sköljdes in i haven från land. Sedan utvecklade små bakterier, kallade cyanobakterier, fotosyntes och bildade kolonier som kallas stromatoliter. Stromatoliter kan fortfarande ses idag i Shark Bay och Lake Clifton i västra Australien.
När bakterierna började fotosyntetisera började de också släppa ut syre i haven. Säsongsblomningar av alger ökade mängden syre i havsvattnet. Syre reagerade sedan med det lösliga järnet för att bilda olöslig järnoxid. Järnoxider föll till havsbotten som mineraler som magnetit och hematit. Dessa sediment fortsatte att ackumuleras i omväxlande band på havsbotten i nästan en miljard år. De skapade de bandformade formationerna eller BIF:erna vi nu hittar. Dessa stenar återspeglar miljontals år av förändringar i varje lager.
När de flesta mineralerna i havet väl oxiderats kunde syret äntligen ta sig ut ur havet för att skapa vår atmosfär.
Snabbspola fram till idag och tack vare det hårda arbetet av dessa små bakterier har vi nu järnmalm. Vi kombinerar det med kol för att göra stål. Keith Vining är ledare för Carbon Steel Futures Research Group. Han leder också stålprojekt med låga utsläpp i uppdraget Towards Net Zero.
"Vi använder stål i nästan allt, inklusive diskbänken," säger Keith.
"Det finns ingen ersättning för stål, men att producera det frigör en hel del koldioxidutsläpp. Det är därför vi arbetar på lösningar för att minska utsläppen från stålproduktion", säger Keith.
Det första steget för att minska utsläppen är att förbättra kvaliteten på järnmalm innan vi ens påbörjar processen.
"Detta betyder att vi måste sänka kiseldioxid, aluminiumoxid och fosfor i järnmalmen. Dessa är en del av några av våra goetiska järnmalmsresurser i Australien", säger Keith.
När vi väl är framme vid produktionsstället måste vi göra två saker:
För närvarande gör vi båda med kol. Det har gjorts på detta sätt i århundraden. Så för att få industrin till noll måste vi skapa nya processer och vägar för Australiens järnmalm.
"Kol är bara kol, så vi kan ersätta kol i reduktionsfasen med biokol. Sedan kan vi smälta med värme från förnybar el istället för att bränna kol", säger Keith.
"Även om det fortfarande inte skulle vara nettonoll, skulle det göra ett rejält hack i koldioxidutsläppen. I framtiden skulle vi kunna använda joniserat väte för att generera den värme vi behöver för att smälta järnmalmen. Om det är grönt väte (väte som produceras med förnybar energi) så skulle vi kunna titta på stål med nettonoll", säger Keith.
Tillhandahålls av CSIRO
