Benutzer:GerhardSchuhmacher/SE2
== Neue Webseite == https://www.pressebox.de/pressemitteilung/institut-fuer-seltene-erden-und-metalle-e-v/Neue-Webseite-fuer-das-Institut-fuer-Seltene-Erden-und-Metalle-e-V/boxid/497396 == WD 5 == === 2. Definition === * Zum Zeitpunkt ihrer Entdeckung im 18. Jahrhundert wurden komplexe Oxide als „Erden“ bezeichnet, obwohl es sich um Metalle handelte. Außerdem schienen diese Mineralien knapp zu sein. Daher wurden diese neu entdeckten Elemente „seltene Erden“ genannt. (1) * Die Elemente der seltenen Erden kommen jedoch insgesamt relativ häufig in der Erdkruste vor; häufiger als Gold zum Beispiel. Selten sind sie insofern, als sie an einer konkreten Lokalität nicht sehr oft in der Konzentration und in der Kombination auftreten, die einen Abbau als wirtschaftlich sinnvoll erscheinen lassen. Eine Mine kann generell nur dann profitabel betrieben werden, wenn sie für ihr gesamtes Spektrum an Seltenerdelementen Absatz findet, nicht bloß für die wertvollsten Elemente. (2) * Das privatwirtschaftliche Beratungsunternehmen „Institut für Seltene Erden und strategische Metalle“ (ISE) stellt die insgesamt 17 Seltenerdelemente sowie deren Verwendungen im Überblick wie folgt dar: 4 Periodensystem der Elemente Name Etymologie ausgewählte Verwendungen ....................................................... Tabelle ........................................................... 21 Sc Scandium von lateinisch Scandia „Skandinavien“, wo das erste Erz entdeckt wurde Stadionbeleuchtung, Brennstoffzellen, Rennräder, Röntgentechnik, Laser 39 Y Yttrium nach dem Entdeckungsort des Seltenen-Erden-Erzes bei Ytterby, Schweden Leuchtstofflampe, LCD- und Plasmabildschirme, LEDs, Brennstoffzelle, Nd:YAG-Laser 57 La Lanthan von griechisch lanthanein „versteckt sein“. Nickel-Metallhydrid-Akkus (z. B. in Elektro- und Hybridautos, Laptops), Katalysatoren, Rußpartikelfilter, Brennstoffzellen, Gläser mit hohem Brechungsindex -------------------------------- 1 Institut für Seltene Erden und Metalle AG (ISE), Rare Earth Elements (REE), Vorkommen, Herstellung, Verwen�dung, https://institut-seltene-erden.de/seltene-erden-und-metalle/seltene-erden/. 2 NZZ, 2021, Was sind seltene Erden und strategische Rohstoffe?, https://www.nzz.ch/wirtschaft/was-sind-seltene-erden-und-strategische-rohstoffe-ld.1612355. 3 Wissenschaftliche Dienste, Aktueller Begriff „Seltene Erden“ (2010), https://www.bundestag.de/re�source/blob/191660/be7dc664df4ff469d2736c54d7c32c10/seltene_erden-data.pdf. 4 Institut für Seltene Erden und Metalle AG (ISE), Rare Earth Elements (REE) Vorkommen, Herstellung, Verwendung, https://institut-seltene-erden.de/seltene-erden-und-metalle/seltene-erden/. ----------------------------- Seite 5 58 Ce Cer nach dem Zwergplaneten Ceres. Auto-Katalysatoren, Rußpartikelfil�ter, Ultraviolettstrahlung-Schutzglä�ser, Poliermittel 59 Pr Praseodym von griech. Prásinos „lauchgrün“, didymos „doppelt“ oder „Zwilling“ Dauermagnete, Flugzeugmotoren, Elektromotoren, Glas- und Emaillefärbung 60 Nd Neodym von griech. Neos „neu“ und didymos „doppelt“ o�der „Zwilling“ Dauermagnete (z .B. in Elektromoto�ren, Windkraftanlagen, Kernspintomografen, Festplatten), Glasfärbung, Laser, CD-Player 61 Pm Promethium von Prometheus, einem Ti�tanen der griechischen Mythologie Leuchtziffern, Wärmequellen in Raumsonden und Satelliten (radio�aktives Element) 62 Sm Samarium nach dem Mineral Sa�marskit, das wiederum be�nannt nach dem Bergingenieur W. M. Sa�marski Dauermagnete (in Diktiergeräten, Kopfhörern, Festplattenlaufwerken), Raumfahrt, Gläser, Laser, Medizin 63 Eu Europium neben Americium das ein�zige nach einem Erdteil be�nannte Element LEDs, Leuchtstofflampen, Plas�mafernseher (roter Leuchtstoff) 64 Gd Gadolinium nach Johan Gadolin (1760– 1852), dem Namensgeber des Gadolinits Kontrastmittel (Kernspintomogra�phie), Radar-Bildschirme (grüner Leuchtstoff), AKW-Brennelemente 65 Tb Terbium nach dem schwedischen Fundort Ytterby Leuchtstoffe, Dauermagnete 66 Dy Dysprosium von griech. Δυσπρόσιτος „unzugänglich“ Dauermagnete (z. B. Windkraftanla�gen), Leuchtstoffe, Laser, Atomreak�toren 67 Ho Holmium von Stockholm (lat. Hol�mia) oder eine Ableitung des Chemikers Holmberg Hochleistungsmagnete, Medizintech�nik, Laser, Atomreaktoren 68 Er Erbium nach dem schwedischen Fundort Ytterby Laser (Medizin), Glasfaserkabel 69 Tm Thulium nach Thule, der mythi�schen Insel am Rande der Welt Leuchtstofflampen, Röntgentechnik, Fernsehgeräte 70 Yb Ytterbium nach dem schwedischen Fundort Ytterby Infrarotlaser, chemische Reduktions�mittel 71 Lu Lutetium nach dem römischen Namen von Paris, Lutetia Positronen-Emissions-Tomographen ......................................................................................... === 3. Verwendung === * Die Metalle der seltenen Erden haben einen großen Zuwachs an wirtschaftlicher Bedeutung erfahren – u.a. aufgrund ihrer vielfältigen Einsatzmöglichkeiten im Rahmen von Energiesparanwendungen, Informations-, Kommunikations- und weiteren Schlüsseltechnologien: „Viele Menschen sind sich der enormen Auswirkungen der Seltenerdelemente auf ihr tägliches Leben nicht bewusst, aber es ist fast unmöglich, ein Stück moderner Technologie zu nutzen, das keine enthält. Selbst ein so einfaches Produkt wie ein leichter Feuerstein enthält Seltenerdelemente. Das moderne Automobil, einer der größten Verbraucher von Seltenerdprodukten, verdeutlicht ihre Durchgängigkeit. Dutzende von Elektromotoren in einem typischen Automobil sowie die Lautsprecher seines Soundsystems verwenden NeodymEisen-Bor-Dauermagnete. Elektrische Sensoren verwenden yttriumoxid-stabilisiertes Zirkonoxid, um den Sauerstoffgehalt des Kraftstoffs zu messen und zu steuern. Der Dreiwegekatalysator basiert auf Ceroxiden, um Stickoxide zu Stickstoffgas zu reduzieren und Kohlenmonoxid zu Kohlendioxid und unverbrannte Kohlenwasserstoffe zu Kohlendioxid und Wasser in den Abgasprodukten zu oxidieren. Phosphore in optischen Displays enthalten Yttrium-, Europium- und Terbiumoxide. Windschutzscheibe, Spiegel und Linsen werden mit Ceroxiden poliert. Sogar der Benzin- oder Dieselkraftstoff, der das Fahrzeug antreibt, wurde mit Seltenerdkrackkatalysatoren verfeinert, die Lanthan, Cer oder Seltenerdmischoxide enthalten. Hybridautos werden von einer wiederaufladbaren Nickel-Lanthan-Metallhydrid-Batterie und einem elektrischen Fahrmotor mit Permanentmagneten mit Seltenerdelementen angetrieben. Darüber hinaus verwenden moderne Medien und Kommunikationsgeräte – Handys, Fernseher und Computer – seltene Erden als Magnete für Lautsprecher und Festplatten und Phosphore für optische Displays. Die Mengen der verwendeten Seltenen Erden sind recht gering (0,1-5 Gew.-%, mit Ausnahme von Permanentmagneten, die etwa 25 Prozent Neodym enthalten), aber sie sind kritisch, und jedes dieser Geräte würde nicht so gut funktionieren oder wäre wesentlich schwerer, wenn es nicht für die Seltenen Erden wäre.“ (6) === 4. Vorkommen === * Seltene Erden finden sich in verschiedenen Mineralien in unterschiedlicher Zusammensetzung: (8) „Der Gehalt der einzelnen Seltenerdelemente variiert stark von Mineral zu Mineral und von Lagerstätte zu Lagerstätte. Die Mineralien und Erze werden im Allgemeinen als ‚leicht‘ oder ‚schwer‘ eingestuft; in der erstgenannten Gruppe sind die meisten der vorhandenen Elemente die leichtatomigen Elemente (d.h. Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium und Europium), während die meisten Elemente in der letztgenannten Gruppe die schwer�atomigen Elemente sind, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium sowie Yttrium, die als Mitglieder der schweren Gruppe gelten. […] Von den etwa 160 Mineralien, von denen bekannt ist, dass sie seltene Erden enthalten, werden derzeit nur vier für ihre seltenen Erden abgebaut: Bastnasit, Lateritton, Monazit und Loparit. Mit Ausnahme von Lateritton sind diese Mineralien gute Quellen für leichte Lan�thanide und Lanthan und machen etwa 95 Prozent der verwendeten Seltenen Erden aus. Laterittone sind eine kommerzielle Quelle für die schweren Lanthanide und Yttrium.“ * Global verteilen sich die Lagerstätten wie folgt: (10) „Seltene Erden Erzvorkommen sind auf der ganzen Welt zu finden. Die Haupterze befinden sich in China, den Vereinigten Staaten, Australien und Russland, während andere Erzkörper in Kanada, Indien, Südafrika und Südostasien gefunden werden. Die wichtigsten Mine�ralien, die in diesen Erzkörpern enthalten sind, sind Bastnasit (Fluorcarbonat), Monazit (Phosphat), Loparit [(R,Na,Sr,Ca)(Ti,Nb,Ta,Fe3+)O3] und Laterittone (SiO2, Al2O3 und Fe2O3). Chinesische Lagerstätten machten 2018 etwa 82 Prozent der weltweit abgebauten Seltenen Erden aus (112.000 Tonnen Seltene Erdenoxid). Etwa 94 Prozent der in China abgebauten Seltenen Erden stammen aus Bastnasitvorkommen. Die größte Lagerstätte befindet sich in Bayan Obo, Innere Mongolei (83 Prozent), während kleinere Lagerstätten in den Provinzen Shandong (8 Prozent) und Sichuan (3 Prozent) abgebaut werden. Etwa 3 Prozent stammen aus Laterittonen (Ionenabsorption), die sich in den Provinzen Jiangxi und Guangdong in Südchina befinden, während die restlichen 3 Prozent an verschiedenen Standorten produziert werden. Offiziell wurden 2018 130.000 Tonnen REO[11]-Äquivalent abgebaut, aber ein Schwarzmarkt für seltene Erden soll weitere 25 Prozent dieser Menge produzieren. Die meisten Seltenerdmaterialien werden aus China geschmuggelt.“ Aus der Wichtigkeit der Mineralhauptquellen ergibt sich eine Rangfolge: „Bastnasit, ein Fluorcarbonat, ist die Hauptquelle für seltene Erden. Etwa 94 Prozent der weltweit verwendeten seltenen Erden stammen aus Minen in Mountain Pass, Kalifornien, USA, Bayan Obo, Innere Mongolei, China, Provinz Shandong, China, und Sichuan Provinz, China. Die Lagerstätte Bayan Obo ist etwas reicher an Praseodym und Neodym als der Bast�nasit im Mountain Pass, vor allem auf Kosten des Lanthangehalts, der im Erz im Mountain Pass um 10 Prozent höher ist. Die Seltenerdgehalte der Shandong und Sichuan Mineralien unterscheiden sich leicht von denen der Bayan Obo Mineralien und auch von denen des anderen. Der Shandong-Bastnasit ähnelt dem Mineral des Mountain Pass. Das Sichuan-Erz enthält mehr Lanthan, weniger Praseodym und Neodym und etwa die gleiche Menge an Cer wie die Lagerstätte Bayan Obo. Die Laterittone (auch bekannt als Ionenabsorptionstone) bestehen hauptsächlich aus Silizi�umdioxid, Aluminiumoxid und Eisenoxid; solche, die auch lebensfähige Mengen an Selte�nen Erden enthalten, finden sich nur in der Provinz Jiangxi im Südosten Chinas. Von den Jiangxi-Lagerstätten sind die bei Longnan gelegenen Tone recht reich an den schweren Lan�thaniden und Yttrium. Die Tone in Xunwu haben eine sehr ungewöhnliche Verteilung von seltenen Erden, sind reich an Lanthan und Neodym mit einem relativ hohen Yttriumgehalt. Bemerkenswert ist auch die geringe Konzentration von Cer und Praseodym in beiden Tonen, insbesondere im Xunwu-Ton, im Vergleich zur normalen Seltenerdverteilung in den anderen Mineralien. Diese Tone sind die Hauptquelle für schwere Elemente, die in seltene Erden enthaltenden Produkten verwendet werden, z.B. Dysprosium in Nd2Fe14B Permanentmagneten. Monazit, ein Phosphat, ist die drittwichtigste Erzquelle für seltene Erden. In den 1980er Jahren machte sie 40 Prozent der Weltproduktion aus, trug aber bis 2010 nur noch einen kleinen Teil zu den abgebauten Seltenen Erden bei. Diese Änderung hatte zwei Gründe: Erstens ist es teurer, Monazit aus dem Erzkörper zu einem Seltenerdkonzentrat zu verarbei�ten als Bastnasit; zweitens enthält Monazit eine signifikante Menge an radioaktivem Thori�umdioxid (ThO2) im Vergleich zu Bastnasit, so dass spezielle Umweltverfahren bei der Handhabung und Lagerung erforderlich sind. Es wird jedoch erwartet, dass Monazit zu einem wachsenden Anteil an abgebauten seltenen Erden beiträgt, da die Aktivitäten in Mount Weld, Australien (Lynas) hochgefahren werden. Monazit ist weit verbreitet; neben Austra�lien findet man es in Indien, Brasilien, Malaysia, Ländern der Gemeinschaft Unabhängiger Staaten, den Vereinigten Staaten, Thailand, Sri Lanka, der Demokratischen Republik Kongo, Südkorea und Südafrika. Loparit ist ein komplexes Mineral, das hauptsächlich wegen seines Titan-, Niob- und Tantangehalts abgebaut wird, wobei die aus dem Erz gewonnenen seltenen Erden als Nebenprodukt anfallen. Dieses Erz kommt hauptsächlich auf der Kola-Halbinsel im Nordwesten (11) Rare Earth Oxide (Seltene Erden). Russlands und in Paraguay vor. Seine Seltenerdverteilung ist ähnlich wie bei Bastnasit, nur dass er deutlich höhere Konzentrationen der schweren Lanthanide und des Yttriums aufweist.“ === 5. Versorgungslage === * „Das chinesische Monopol erlaubte es, die Preise für verschiedene Seltenerdmaterialien von 2009 bis 2011 um Hunderte von Prozent zu erhöhen und auch für viele dieser Produkte Exportquoten festzulegen. Dies führte zu einem großen Wandel in der Dynamik der Selten�erdmärkte. Der Abbau von Bastnasit wurde 2011 am Mountain Pass, Kalifornien, nach einer neunjährigen Pause wieder aufgenommen, und der Abbau von Monazit begann im selben Jahr in Mount Weld, Australien. Gleichzeitig wurde Loparit in Russland abgebaut, während Monazit in Indien, Vietnam, Thailand und Malaysia abgebaut wurde. Diese und andere Bergbaubetriebe brachten ein neues Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage, in dem China immer noch der Hauptlieferant von Seltenerdmineralen war, aber Unternehmen suchten entweder nach alternativen Quellen, benutzten weniger oder recycelten mehr Seltene Erden.“ (18) _____________________________________________________________________________________________________________________________