Kaivos

Kaivos on kaivannaistoiminnan tuotantoyksikkö, jossa louhitaan jotakin mineraalia tai malmia. Kaivos voi olla avolouhos tai maanalainen kaivos. Avolouhinta on kustannustehokkaampaa, mutta sen jäljet maisemaan ovat isommat kuin maanalaisella louhinnalla. Maanalaisessa kaivoksessa joudutaan malmin ja sivukiven irrotuksen ja poiston lisäksi rakentamaan runsaasti infrastruktuuria: tunneleita, sähköverkostoa, tuuletuskanavia ja vesijohtoja. 
Kaivokset ovat riskialttiita työpaikkoja, kuten muutkin maanrakennusalan työpaikat. Vaaroja ovat muun muassa sortumat, tulvat ja myrkylliset kaasut. Tämän vuoksi työturvallisuudesta huolehtiminen on oleellinen osa kaivostoimintaa. 
Länsimaissa kaivostoiminta on nykyisin yleensä pitkälle koneistettua ja osin automatisoitua. Kehitysmaissa kaivostoiminta on työvoimaintensiivisempää toimintaa, jossa käsityöllä on edelleen merkittävä osuus. Sama näkyy myös työturvallisuudessa. Vaarallisimpia kaivoksia ovat hiilikaivokset.
Suomessa oli 1500-luvun alussa noin 500 kaivosta, nykyään noin 40.

Omistus

Kaivosten muodostumisessa on olemassa pääasiassa kolmenlaisia periaatteita. Kaivosten konsessioperiaatteen mukaan malmivarat omistaa valtio, joka voi vuokrata oikeutensa yrityksille. Toisen periaatteen mukaan malmivarat kuuluvat maanomistajalle. Kolmannen periaatteen mukaan malmivarat kuuluvat kaivoksenvaltaajalle, joka voi maanomistajan maalle hakea kaivosvaltauksen ja myöhemmin tutkimusten perusteella kaivospiirin. Ruotsin kuningaskunnan periaatteiden mukainen kaivosvaltausmenetelmä on ollut Suomessa voimassa vuodesta 1723 alkaen. Yhdysvalloissakin valtausperiaate on ollut yleinen, ja se on edelleen voimassa Texasissa.

Kaivosten tuotteet

Kaivokset tuottavat pääosan ihmiskunnan tarvitsemista metalleista ja mineraaleista. Tiettyjen metallien osalta osa kulutuksesta voidaan kattaa kierrätyksen avulla, mutta kulutuksen kasvaessa tarve myös neitseellisen raaka-aineen käyttöön kasvaa. Kasvava kulutus myös nostaa metallien hintoja, mikä laskee kynnystä entistä köyhempien esiintymien tuotantoon ottamiselle. Metalleja ihmiskunta tarvitsee nykyaikaisen elintavan ylläpitämiseen, sillä lähes kaikki kestokulutushyödykkeet polkupyörästä taulutelevisioon ja puhelimen akkuun sisältävät metallisia raaka-aineita. 
Kaivosten tuottamat mineraalit puolestaan ovat raaka-aineita, jotka eivät välttämättä näy loppukuluttajalle. Siksi puhutaankin teollisuusmineraaleista. Esimerkiksi paperissa on lähes puolet mineraaliraaka-aineita: kalsiittia, kaoliinia tai talkkia. Tämä siksi, että ne ovat täyteaineina halvempia kuin puukuitu, ja niiden avulla voidaan parantaa esimerkiksi paperin ominaisuuksia. Myös maalit ja muovit sisältävät runsaasti mineraaliraaka-aineita, muun muassa väriaineita. Teollisuusmineraalien kierrätettävyys on toistaiseksi vielä huonoa, lasia lukuun ottamatta. Teollisuusmineraalien louhinta on länsimaissa usein määrällisesti jopa metallimalmien louhintaa merkittävämpää.

Avolouhinta

Avolouhinnassa siirretään kaivosalueen pinnassa olevat maamassat ja kiviaines sivuun kunnes varsinainen mineraaliesiintymä paljastuu. Mineraaliesiintymä murskataan ja kuljetetaan rikastamoon. Kaivosalueen sivuun siirrettyä louhittua kiviainesta kutsutaan sivukiveksi.

Tunnelilouhinta

Tunnelilouhinnassa mineraaliesiintymää seurataan kalliossa poraamalla ja räjäyttämällä tunneli. Aikaisemmin poraus on tehty käsin mutta nykyisin käytetään pyörillä tai teloilla kulkevaa porauskalustoa, joka voi toimia myös osittain automatisoituna. Tunnelilouhinta tapahtuu yleensä ns. välitasolouhintana jossa yhdestä pystysuorasta kaivoskuilusta louhitaan vaakasuuntaisia tuotantotunneleita pystysuunnassa 25 metrin välein.

Liuotusmenetelmät

Liuotusmenetelmissä (ISL, In-Situ Leaching) maata ei siirretä ollenkaan eikä kaivoksessa tarvita myöskään tunneleita. Maahan porataan pystysuuntaisia kaivoja joista osaa käytetään mineraalit erottavan liuoksen pumppaamiseen maahan, osa taas saman liuoksen keräämiseen pois. Maaperän koostumuksesta riippuen liuos on joko hapanta tai emäksistä. 
ISL-menetelmää käytettiin ensimmäisenä Wyomingissa Yhdysvalloissa 1960-luvulla Sitä käytetään nykyisin erityisesti uraanikaivostoiminnassa. Esimerkiksi Yhdysvalloissa valtaosa uraanista kerätääm ISL-menetelmällä. 
ISL-menetelmällä on parhaimmillaan kyetty hyödyntämään 80 % esiintymän mineraalista. Australiassa tyypillinen tavoite on 70 % saanto 12 kuukauden kuluessa. Energiankulutus menetelmää käytettäessä on ollut 19–33 kWh/kgU joten se on varsin energiatehokas.
Menetelmän ympäristövaikutukset rajoittuvat lähinnä pohjaveteen. Käytännössä esimerkiksi Australiassa pohjavesi on jo ennen kaivostoiminnan aloittamista käyttökelvotonta johtuen sen suolaisuudesta ja sen sisältämistä radioaktiivisista nuklideista. ISL -kaivoksiin liitetään kuitenkin vedenpuhdistamo. Käytetty liuos voidaan neutraloida esimerkiksi kalkilla.

Ympäristöhaitat

Usein teollisuusjätteeksi luokiteltava kaivosjäte (tai ”kaivannaisjäte” siten kuin se määritellään direktiivissä 2006/21/EY) on peräisin hiilen tai muuhun kuin energiantuotantoon käytettävien mineraalien etsinnästä, louhinnasta ja käsittelystä. Satoja miljoonia tonneja jätettä edelleen toiminnassa olevilta tai entisiltä kaivosalueilta on edelleen varastoitu käsittelemättä enemmän tai vähemmän tiiviisti paikallisyhteisöjen läheisyyteen. Suljetut ja hylätyt kaivosjätealueet voivat aiheuttaa vakavan vaaran ympäristölle ja paikallisyhteisöille.
Kaivostoiminnan jätteitä ovat etupäässä kaivosten vedet. Myös kaivosten sivukiveä voidaan pitää jätteenä, ellei sitä pystytä hyödyntämään esimerkiksi maanrakennuksessa ja louhosten täytössä. Ympäristöviranomaiset ovat asettaneet kaivoksen ympäristöluvassa kaivosten jätevesille rajat, ja niitä on tietysti noudatettava. Kaivoksesta riippuen vesien laatuun vaikuttavat muun muassa alueen kallioperän sisältämät metallit ja niiden esiintymismuoto. Osa metalleista liukenee kivistä veteen, osa ei. Vesiä joudutaan usein käsittelemään lupaehtojen täyttämiseksi muun muassa pH:ta säätelemällä, esimerkiksi kalkin avulla.

Energiankulutus

Kaivostoiminta on yleisesti varsin energiaintensiivistä. Avolouhoksissa kivimassojen siirtäminen maansiirtokoneilla kuluttaa polttoainetta ja aiheuttaa hiilidioksidipäästöjä. Esimerkiksi Kittilän Suurkuusikon kultakaivoksessa suunnitellaan vuosittain siirrettävän 750.000 tonnia kiveä. Rikastusprosessissa mineraaleja erottavien liuosten pumppaus edellyttää suurta sähkötehoa. Suurkuusikon kaivoksen rikastusprosessin maksimitehontarve on 11–14 MW.

Kaivostoiminnan eettisyys

Dosentti Petri T. Peltosen mukaan Suomella on moraalinen velvollisuus osallistua metallien tuotantoon. Suomi käyttää jatkuvasti Afrikan ja muiden maiden kaivannaisia, joten olisi  Peltosen mukaan siirtomaapolitiikkaa olla kantamatta omaa vastuuta globaalista metallien tuotannosta, kun miljardit muut ihmiset haluaisivat lähestyä elintasoamme.