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Die seltsamen Metalle

Seltene Erden: Die wichtigsten Fakten auf einen Blick

12. Februar 2025, 16:10 Uhr | Heinz Arnold

Verschiedene Seltene Erden

Viele sprechen davon – aber was Seltene Erden sind, wie sie gefördert werden und wo sie vorkommen, wissen schon weniger. Hier erfahren Sie die wichtigsten Fakten zu den Seltenen Erden.

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Was sind Seltenerdmetalle?

Seltene Erden sind eine Gruppe von 17 natürlich vorkommenden Elementen, die sich aus 15 Elementen der Lanthanidenreihe sowie Yttrium und Scandium zusammensetzt. Mit Ausnahme von Scandium können alle Seltenen Erden anhand ihres Atomgewichts in die Kategorien "schwer" und "leicht" eingeteilt werden.

Wie hoch sind die weltweiten Reserven an Seltenen Erden?

Die weltweiten Reserven an Seltenen Erden belaufen sich auf 130 Millionen Tonnen. Die der Bedarf nach Seltenen Erden von Seiten der Elektromobilität und anderer Hightech-Produkte steigt.

Wie hoch ist die jährliche Produktion von Seltenen Erden?

Nach Angaben des USGS (United States Geological Survey) lag die weltweite Produktion von Seltenen Erden im Jahr 2022 bei 300.000 Tonnen, gegenüber 290.000 Tonnen im Jahr zuvor. Die Produktion von Seltenen Erden ist in den letzten Jahren stark angestiegen - noch vor einem Jahrzehnt lag die weltweite Produktion bei knapp über 100.000 t, und im Jahr 2019 wurde erstmals die 200.000-t-Marke überschritten.

Wer ist der weltweit größte Produzent von Seltenerdmetallen?

China ist seit jeher der größte Produzent von Seltenen Erden und seine Produktion im Jahr 2022 machte 210.000 MT der weltweiten Produktion von 300.000 MT aus. Der größte Produzent von Seltenen Erden ist die Bayan-Obo-Mine in der Inneren Mongolei, einer autonomen Region in Nordchina. Die Mine befindet sich im Besitz der staatlichen Baotou Iron and Steel Group.

Gibt es Mineralien aus Seltenen Erden in Europa?

Derzeit gibt es in Europa keine Minen für Seltene Erden, aber es gibt mehrere Länder mit Reserven, darunter eines mit einer bedeutenden neuen Entdeckung. Anfang 2023 gab das schwedische Staatsunternehmen LKAB bekannt, dass es die größte Seltene-Erden-Lagerstätte des Kontinents - Per-Geijer - mit Seltene-Erden-Ressourcen (Oxide) von über 1 Mio. Tonnen entdeckt hat.

Weil sich die EU mit dem Europäischen Gesetz über kritische Rohstoffe stark auf den Aufbau einer eigenen Versorgungskette konzentriert, könnte sich die Lagerstätte von Per Geijer zu einer wichtigen Quelle für Seltene Erden in der Region entwickeln.

Mehrere andere Länder verfügen ebenfalls über bedeutende Reserven. Grönland beherbergt entlang seiner Küste zahlreiche Lagerstätten mit insgesamt 1,5 Mio. Tonnen Seltenen Erden, von denen sich die meisten im Südwesten des Landes befinden. Die größten Vorkommen befinden sich in der Provinz Gardar im Süden des Landes.

Länder im Fennoskandischen Schild - wie Norwegen, Finnland und Schweden - beherbergen ebenfalls Seltene Erden-Vorkommen, weil die Region einen geologisch ähnlichen Aufbau aufweist wie Grönland.

Welches sind die technologisch nützlichsten Seltenerdmetalle?

Seltenerdmetalle spielen in verschiedenen Technologien eine wichtige Rolle. Sie werden häufig in elektronischen Geräten wie Laptops und Smartphones verwendet. Seltenerdoxide wie Neodym und Praseodym finden in Magneten, Flugzeugtriebwerken und umweltfreundlichen Technologien wie Windturbinen und Elektrofahrzeugen Einsatz. Samarium und Dysprosium werden ebenfalls in Seltenerdmagneten verwendet. Seltene Erden wie Europium, Terbium und Yttrium finden sich in der Beleuchtungstechnik, ebenso wie Cer, Lanthan und Gadolinium, das auch als Kontrastmittel in bildgebenden Verfahren der Medizintechnik Einsatz findet.

Ist Lithium ein Seltenerdmetall?

Lithium ist kein Seltenerdmetall. Es ist ein Alkalimetall aus der gleichen Gruppe wie Natrium, Kalium, Rubidium und Cäsium.

Wie werden Seltene Erden abgebaut?

Seltene Erden werden entweder wie viele andere Metalle und Mineralien im Tagebau oder durch In-situ-Auslaugung abgebaut. Die Metalle kommen in Hartgesteinslagerstätten, ionischen Tonen und Mineralsanden vor. Einige Mineralien, in denen Seltene Erden abgebaut werden, sind Bastnäsit, Monazit, Loparit und Xenotim.

Der Tagebau ist ähnlich wie bei anderen Mineralien: Das harte Gestein wird abgebaut, das Erz wird von den Abgängen getrennt und dann veredelt. Bei der In-situ-Laugung, die ebenfalls eine gängige Methode zur Urangewinnung ist, wird eine chemische Lösung in die Erzlagerstätte gepumpt. Sie löst die gewünschten Stoffe in einer Sole auf, die dann aus dem Erz zurück in Auffangbecken gepumpt wird.

Der letzte Schritt besteht in der Trennung der verschiedenen Seltenen Erden untereinander. Das ist nicht einfach, denn die Seltenen Erden unterscheiden sich aufgrund der besonderen Struktur ihrer 4f- und d-Orbitale in ihren chemischen Eigenschaften kaum: Nach außen können zwei verschiedene Seltene Erden wie ein und dasselbe Element verhalten, wie auch die Entdeckungsgeschichte zeigt. So gelang dem Seltenen-Erden-Pionier Carl Auer von Welsbach der Nachweis, dass es sich beim vermeintlichen Element Didym um zwei verschiedene Elemente, nämlich Praseodym und Neodym handelte. 1907 zeigte er, dass sich in Ytterbium auch noch das Element Lutetium versteckt hatte.

Warum ist es schwierig, Seltene Erden abzubauen?

Obwohl Seltene Erden nicht so selten sind, wie der Name vermuten lässt, ist es sehr schwierig, wirtschaftliche Lagerstätten zu finden. Dies gilt umso mehr für die schweren Seltenen Erden, weil die Erzvorkommen, die sie enthalten, weniger häufig sind als die der leichten Seltenen Erden.

Seltene Erden-Elemente sind so schwer zu trennen, weil sie sich chemisch sehr ähnlich verhalten. Das macht den Prozess aufwändig und teuer. Die gebräuchlichste Trennmethode ist die Lösungsmittelextraktion, die jedoch langwierig ist und Hunderte bis Tausende von Zyklen erfordern kann, um einen hohen Reinheitsgrad zu erreichen.

Und schließlich müssen aufgrund der Umweltrisiken noch mehr Vorkehrungen getroffen werden, um Schäden für die Umwelt und die Menschen in der Nähe der Mine zu minimieren.

Ist der Abbau von Seltenen Erden schädlich für die Umwelt?

Der Abbau von Seltenen Erden kann für die lokale Umwelt sehr schädlich sein, vor allem, wenn es sich um illegale und unregulierte Minen handelt. Ein großes Problem beim Abbau von Seltenen Erden ist, dass das Erz, aus dem sie gewonnen werden, oft auch Thorium und Uran enthält, die beide radioaktiv sind. Das bedeutet, dass die Abtrennung der Seltenen Erden aus diesem Erz sorgfältig gehandhabt werden muss, weil die entstehenden Abfälle ebenfalls radioaktiv sind.

Leider kommt es häufig vor, dass diese radioaktiven Abfälle in das Grundwasser und in Bäche gelangen, was für die Umwelt und für die Gemeinden in der Nähe, die auf diees Wasser angewiesen sind, äußerst schädlich ist. Dies ist in den Bergen Südchinas und Nord-Myanmars zu beobachten, wo Seltene Erden intensiv abgebaut werden.

Ein Bericht von Global Witness, in dem die Auswirkungen des Abbaus von Seltenen Erden in diesen Regionen untersuchte werden, kommt zu dem Schluss, dass der Abbau in Myanmar in den letzten Jahren sehr stark zugenommen hat, nachdem China begonnen hatte, seine eigenen Minen zu schließen und die Produktion in das Nachbarland auszulagern. Bis Mitte 2022 wurden über 2.700 illegale Sammelbecken für die In-situ-Auslaugung in den Bergen identifiziert, die eine Fläche von der Größe Singapurs abdecken. Die Bewohner der Region berichteten über Schwierigkeiten beim Zugang zu sicherem Trinkwasser und über das Aussterben der örtlichen Tierwelt.

Außerdem kann die In-situ-Auslaugung die Gesteinsformation instabil machen. Dem Bericht zufolge kam es in der chinesischen Region Ganzhou bereits zu über hundert Erdrutschen als Folge dieses Abbaus, und die Schäden in den Bergen Myanmars sind bereits beträchtlich.

Ionische Tone stellen potenziell die nachhaltigste Art von Seltenerdelement-Lagerstätten dar. Ionische Tone sind nicht radioaktiv und ihr Abbau erfordert nur geringe Investitionskosten. Außerdem sind sie die einzige Art von Lagerstätten, die große Mengen sowohl leichter als auch schwerer Seltenerdelemente enthalten. Allerdings gibt es außerhalb Chinas und Myanmars nur sehr wenig Vorkommen, die sich wirtschaftlich erschließen lassen.