Blickpunktthema Seltene Erden

Marktüberblick

Rohstoffe als Basis für Zukunftstechnologien

Technischer Fortschritt ist häufig eng verknüpft mit innovativen Materialien bzw. Werkstoffen, welche wiederum einen entsprechenden Rohstoffbedarf nach sich ziehen. So ist beispielsweise Silizium für die Halbleiter- und Solarindustrie heute kaum mehr wegzudenken. Nicht nur vor dem Hintergrund der aktuellen Debatte um die regenerativen Energien kommt der Erforschung neuer Werkstoffe bei der Entwicklung von Solar-, Brennstoff- oder Batterietechnologien eine bedeutende Rolle zu. Eine Rohstoffgruppe, welche in diesem Zusammenhang zuletzt vermehrt in der öffentlichen Diskussion stand, sind die Seltenen Erden.



Denn neben bereits lange etablierten Einsatzgebieten (z.B. Katalysatoren, optische Gläser) finden diese auch in vielen meist stark wachsenden Zukunfts- bzw. Schlüsseltechnologien Verwendung. Im Folgenden wollen wir einen Überblick über die zentralen Charakteristika, Vorkommen, Verwendung sowie die aktuelle und erwartete Angebots-Nachfrage-Entwicklung der Seltenen Erden geben.


Grundlagen und Eigenschaften

Seltene Erden sind eine Gruppe von 17 Elementen bzw. Metallen (vgl. Tabelle) mit relativ ähnlichen chemischen Eigenschaften. Zu ihnen zählen Scandium, Yttrium, Lanthan sowie die 14 im Periodensystem der Elemente auf Lanthan folgenden Metalle, die unter dem Oberbegriff Lanthanoide (ehemals Lanthanide) subsumiert werden. Viele der Elemente sind silbrig-weiß glänzend, teilweise an der Luft selbstentzündlich und relativ weich. Einige Eigenschaften verändern sich periodisch von einem Element zum nächsten, (z.B. Dichte, magnetisches Moment, Farbe, Schmelzpunkt). Des Öfteren werden Seltene Erden in zwei Gruppen eingeteilt: die leichten, dazu zählen Thorium und die Elemente im Periodensystem mit den Atomnummern 57-63; und die schweren, welche Yttrium und Scandium sowie die Stoffen mit den Atomnummern 64-71 umfassen.



Vorkommen

Ungeachtet ihres Namens sind Seltene Erden reichlich vorhanden, jedoch meist in zu geringen Konzentrationen, um wirtschaftlich abbaubar zu sein. So haben die Lanthanoide in der festen Erdrinde eine Gesamtkonzentration von etwa 0,01 Gewichtsprozent. Nach dem radioaktiven Element Promethium ist Europium das seltenste Lanthanoid, gleichwohl jedoch immer noch häufiger als etwa Gold. Auf Basis von Zahlen des US Geological Survey (USGS 2009) beträgt die statistische Reichweite der Reserven an Seltenen Erden Oxide (REO) weit mehr als 700 Jahre, die der Ressourcen über 1.200 Jahre.

Primäre Quelle für Seltene Erden stellen Bastnäsit- (REO-Anteil: 55-60%), Monazit- (30-35%) und Xenotime-Erze (55-60%) sowie Ionen-absorbierende Tone (10-20%) dar. Die Verteilung der Vorkommen an Seltenen Erden ist indes z.T. sehr konzentriert. Demnach verfügt China über rund 48% der weltweiten Reserven, gefolgt von den Staaten der ehemaligen Sowjetunion mit etwa 17%, den USA mit 11% und Indien mit knapp 3%.

Eine Besonderheit der Seltenen Erden ist, dass sie kaum einzeln abgebaut werden können, weshalb die Lagerstättenzusammensetzung eine wichtige Rolle spielt. Da die Konzentration der einzelnen Metalle in den geförderten Erzen stark variiert und nicht zwangsläufig mit dem industriellen Bedarf im Einklang steht, kann es zu Ungleichgewichten kommen, indem die Produzenten gezwungen sind auch überschüssige Erden als Nebenprodukt zu fördern.