Het taconietproces: hoe waardeloos gesteente de grondstof voor staal werd

Bijgewerkt: 15 augustus 2026 · 6 min leestijd

Stel je een rots voor die voor het grootste deel uit waardeloos gesteente bestaat, met daartussen piepkleine ijzerdeeltjes die te fijn verspreid zijn om er met ouderwetse mijnbouw iets mee te doen. Dat is taconiet: een hard, ijzerhoudend gesteente dat in overvloed voorkomt rond de Grote Meren in de Verenigde Staten, vooral in de Amerikaanse staat Minnesota. Decennialang gold het als afvalgesteente, tot onderzoekers een manier vonden om er toch bruikbaar ijzer uit te halen. Dat proces van malen, magnetisch scheiden en tot balletjes persen staat bekend als het taconietproces.

Het klinkt niet meteen als futuristische technologie, en dat is het strikt genomen ook niet: de basis ervan stamt uit het midden van de twintigste eeuw. Toch duikt de term de laatste jaren opnieuw op in het nieuws, om een moderne reden. Om staal te maken zonder kolen — met waterstof in plaats van cokes — is een veel zuiverdere grondstof nodig dan de ijzerertspellets die de staalindustrie al decennia gebruikt. Het taconietproces, en vooral een verbeterde versie ervan, staat daardoor onverwacht in het hart van de discussie over zogeheten 'groen staal'.

Wat is het precies?

Taconiet is een hard, kwartsrijk gesteente met daarin fijn verspreide korrels magnetiet, een magnetisch ijzeroxide. Ruw taconiet bevat doorgaans maar zo'n 20 tot 30 procent ijzer; de rest is vooral kwarts en ander 'gangsteen' waar de staalindustrie niets mee kan. Vóór de jaren vijftig van de vorige eeuw werd alleen erts met een veel hoger ijzergehalte afgegraven, het zogeheten 'natuurlijke erts'. Toen die rijke voorraden in het Mesabi-gebergte in Minnesota begonnen op te raken, moest er een manier komen om ook het lage-gehalte taconiet bruikbaar te maken.

Het proces bestaat, sterk vereenvoudigd, uit vier stappen. Eerst wordt het gesteente met explosieven losgemaakt en met grote graafmachines uit open mijnen gehaald. Daarna wordt het in meerdere stappen fijngemalen, tot een poeder zo fijn als bloem, zodat de microscopische ijzerkorrels loskomen van het omringende gesteente. Omdat magnetiet magnetisch is en het omringende kwarts niet, volgt vervolgens een magnetische scheiding: het poeder wordt langs sterke magneten geleid die de ijzerdeeltjes eruit trekken, terwijl het overige gesteente wordt afgevoerd als restmateriaal. Het resultaat is een fijn, ijzerrijk concentraat met een gehalte van ruwweg 65 procent ijzer.

Dat concentraat is echter te fijn om zomaar in een hoogoven te verwerken; het zou de luchtstroom erin blokkeren. Daarom wordt het met een klein beetje bindmiddel tot balletjes ter grootte van een knikker gerold en vervolgens bij hoge temperatuur gebakken in een roterende oven, een stap die 'induratie' wordt genoemd. Dat maakt de balletjes hard en poreus genoeg om als grondstof te dienen. Het eindresultaat heet een taconietpellet, en dit is de vorm waarin het grootste deel van het Amerikaanse ijzererts tegenwoordig bij staalfabrieken terechtkomt.

Wat wil men ermee bereiken?

Het oorspronkelijke doel van het taconietproces was simpel: overleven. Toen de rijke ertsvoorraden in Minnesota opraakten, dreigde een hele regio — en een flink deel van de Amerikaanse ijzer- en staalvoorziening — zijn belangrijkste grondstof kwijt te raken. Door een manier te vinden om ook laagwaardig gesteente te verwerken, werd een schijnbaar uitgeput mijngebied weer decennialang rendabel.

Vandaag de dag ligt de ambitie elders: de verduurzaming van de staalindustrie. Staal maken kost van oudsher veel kolen, omdat cokes (verhitte steenkool) niet alleen als brandstof dient, maar ook als chemisch middel om zuurstof uit ijzererts te halen. Die stap is verantwoordelijk voor een aanzienlijk deel van de mondiale CO2-uitstoot. Een alternatief is 'direct reduced iron' (DRI): ijzererts wordt dan niet gesmolten in een hoogoven, maar bij lagere temperatuur behandeld met waterstofgas, waarbij water ontstaat in plaats van CO2.

Voor dat waterstofproces is een veel zuiverdere pellet nodig dan de standaardpellets die decennialang voor hoogovens werden gemaakt. Verontreinigingen zoals silica, die in een hoogoven nog als slak wegvloeien, verstoppen een DRI-installatie. Daarom investeren mijnbouwbedrijven nu in een verfijnde versie van het klassieke taconietproces, met extra scheidingsstappen, om zogeheten DR-grade pellets te maken: pellets met een hoger ijzergehalte en een veel lager silicagehalte dan gebruikelijk. Het doel is dus niet een nieuwe technologie uit te vinden, maar een bestaand proces zo te verfijnen dat het klaar is voor een mogelijke toekomstige, waterstofgebaseerde staalindustrie.

Voorbeelden uit de praktijk

Het taconietproces werd in de eerste decennia van de twintigste eeuw ontwikkeld door onderzoeker E.W. Davis en collega's aan de University of Minnesota, die tientallen jaren experimenteerden met kleinschalige proefinstallaties. Dat werk leidde in de jaren vijftig tot de opening van de eerste grote commerciële taconietfabriek, van Reserve Mining Company in Silver Bay, Minnesota, aan de oever van Lake Superior. Deze doorbraak wordt in de regio nog altijd gezien als de redding van de mijnbouw op de Mesabi Range.

In de decennia daarna volgden meer fabrieken, waarvan er nog altijd verscheidene actief zijn. Minntac, een grote mijn- en verwerkingsinstallatie bij Mountain Iron in Minnesota, wordt al sinds de jaren zestig door U.S. Steel geëxploiteerd en is een van de grootste taconietfabrieken van Noord-Amerika. Hibbing Taconite, een samenwerkingsverband tussen meerdere staalbedrijven, en de Minorca-mijn van ArcelorMittal zijn andere voorbeelden van fabrieken die al tientallen jaren pellets produceren voor de Amerikaanse en internationale staalindustrie.

Een recenter voorbeeld is de omschakeling van Cleveland-Cliffs, momenteel de grootste producent van ijzerertspellets in de VS, dat zijn Northshore Mining-fabriek bij Silver Bay heeft aangepast om ook DR-grade pellets te kunnen maken. Het bedrijf presenteert dit als een stap richting toekomstige, waterstofgebaseerde staalproductie in de Verenigde Staten, al is grootschalige waterstofstaalproductie daar vooralsnog niet operationeel. Vergelijkbare ontwikkelingen zijn zichtbaar bij Europese ertsproducenten die voor projecten rond fossielvrij staal eveneens op zoek zijn naar hoogwaardiger pelletkwaliteit, al gaat het daar vaak om ander ijzererts dan Noord-Amerikaans taconiet in strikte zin.

Hoe ver is de techniek?

Het is belangrijk om twee dingen te onderscheiden. Het basisproces — malen, magnetisch scheiden, pelletiseren — is volwassen technologie die al zo'n zeventig jaar op industriële schaal draait en dagelijks grote hoeveelheden erts verwerkt. Op dat vlak valt er weinig te 'ontwikkelen'; het is een ingeburgerd onderdeel van de mijnbouw- en staalindustrie.

Wat wél volop in ontwikkeling is, is de omschakeling naar DR-grade kwaliteit. Dat vergt aanpassingen aan bestaande fabrieken: extra maal- en scheidingsstappen, nieuwe procesbesturing en soms nieuwe ovens. Zulke projecten zijn kapitaalintensief en kennen vaak een langere doorlooptijd dan aanvankelijk aangekondigd. Bovendien hangt de vraag naar DR-grade pellets nauw samen met de vraag of waterstof-DRI-staalfabrieken zelf op grote schaal van de grond komen, en dat proces verloopt tot dusver trager dan door voorstanders gehoopt. Met andere woorden: de aanbodkant (betere pellets) wordt voorbereid, terwijl de vraagkant (waterstofstaalfabrieken) grotendeels nog in de planfase zit.

Een ander obstakel is energie: zowel het fijnmalen van taconiet als het bakken van pellets bij hoge temperatuur kost veel energie. Als de sector wil dat groen staal ook werkelijk groen is, zal die energie eveneens duurzaam moeten worden opgewekt — een extra opgave bovenop de procesaanpassingen zelf.

Wie werken eraan?

De belangrijkste spelers zitten van oudsher in de Amerikaanse staat Minnesota, waar het grootste deel van de Amerikaanse taconietwinning plaatsvindt. Cleveland-Cliffs is momenteel de grootste Amerikaanse producent van ijzerertspellets en de meest zichtbare partij als het gaat om investeringen in DR-grade kwaliteit. U.S. Steel exploiteert Minntac, een van de grootste fabrieken in de regio, en ArcelorMittal is via zijn Minorca-mijn eveneens actief op de Mesabi Range.

Op onderzoeksvlak speelt het Natural Resources Research Institute (NRRI), onderdeel van de University of Minnesota Duluth, een voortrekkersrol; het instituut bouwt voort op het werk van E.W. Davis en onderzoekt onder meer hoe bestaande taconietfabrieken efficiënter en schoner kunnen worden gemaakt. Ook de Amerikaanse geologische dienst USGS volgt de ijzerertsindustrie en publiceert regelmatig cijfers over productie en reserves.

Buiten de Verenigde Staten wordt vergelijkbaar onderzoek gedaan door Europese ertsbedrijven en staalproducenten die deelnemen aan initiatieven rond groen staal, al gaat het daar — zoals gezegd — meestal om ander erts dan taconiet in de strikte zin. De precieze rolverdeling tussen deze partijen, wie welke pelletkwaliteit gaat leveren aan welke toekomstige waterstofstaalfabriek, is nog volop in beweging en zal de komende jaren verder uitkristalliseren.