Seltene Erden: Exploration bis Recycling
Die weltweite Exploration auf ökonomische Vorkommen von SEE und die Bemühungen, diese zu gewinnen, sind seit 2000 stark gestiegen. Im Jahr 2012 gab es mehr als 400 aktive Seltene-Erden-Projekte. Viele davon befinden sich im fortgeschrittenen Stadium, d.h. Lagerstättengröße und Konzentration der SEE sind bekannt [1].
Insbesondere die Exportbeschränkungen Chinas 2011 rückten die Seltenen Erden wieder in den Fokus der Rohstoffversorgung. Die Bergbauindustrie kann allerdings nur sehr zeitverzögert auf kurzfristige Schwankungen in der Rohstoffnachfrage reagieren, denn wie bei den meisten Lagerstättenprojekten (siehe Artikel "Der lange Weg zum Bergbau") dauert die Entwicklung eines Seltene-Erden-Projekts bis zum Abbau zwischen 7 bis 20 Jahren [2].
Wie bei allen Erzen, die nur in geringer Konzentration in einer Lagerstätte enthalten sind, werden Seltene Erden im Tagebau gewonnen. Oft fallen seltene Erden auch als Beiprodukt bei der Gewinnung anderer Rohstoffe an.
Eine Besonderheit ist dabei, dass die SEE in den Erzmineralen als Beiprodukt vorkommen, wobei erst ein gemeinsamer Abbau erst durch einen anderen Hauptrohstoff wirtschaftlich wird. So gibt es wenig Lagerstätten, in denen ausschließlich Seltene Erden abgebaut werden. Da aber manche seltene Erden in geringeren Konzentrationen im Erz vorkommen oder für technologische Anwendungen dringender benötigt werden als andere, ergeben sich extreme Preisunterschiede [2,3].
SEE haben sehr ähnliche chemische Eigenschaften und kommen in der Natur immer zusammen vor, werden also auch zusammen abgebaut.
Ein wichtiger Aspekt ist die Aufbereitung des Erzes, die in der Regel sehr komplex und kostenintensiv ist. Zum einen muss aus dem abgebauten Erz ein Konzentrat hergestellt werden. Die Seltenen Erden vieler Lagerstätten sind aber in mehreren Mineralen enthalten, was diesen Prozess erschwert.
Andererseits müssen die Seltenen Erden voneinander getrennt werden, denn für viele Anwendungen wird ein spezifisches Element benötigt und eine SEE-Mischung erzielt auf dem Markt einen deutlich geringeren Preis. Der Trennprozess ist aber aufgrund des ähnlichen Verhaltens der SEE schwierig und teuer. Das Endprodukt ist üblicherweise ein Selten-Erd-Oxid (zB Lanthanoxid) oder eine Mischung verschiedener Oxide [1].
Außerdem können SEE-Erze radioaktive Elemente wie Thorium oder Uran enthalten. Um eine Umweltzulassung zu bekommen, müssen dafür akzeptable Aufbereitungs- und Entsorgungs-techniken nachgewiesen werden [2].
?Aus Mangel an technologischen Verfahren werden bisher nur etwa 1% der Seltenen Erden wieder gewonnen [4]. Seltene Erden werden nur in kleinen Mengen verarbeitet und die Rückgewinnung ist kompliziert, deshalb lohnt sich die Aufbereitung erst ab einer gewissen Stückzahl. In zahlreichen Forschungsprojekten wird aber intensiv an Technologien zum Recycling von Seltenen Erden gearbeitet.
[1] Van Gosen, B.S., Verplanck, P.L., Long, K.R., Gambogi, Joseph, and Seal, R.R., II (2014): The rare-earth elements—Vital to modern technologies and lifestyles: U.S. Geological Survey Fact Sheet 2014–3078, 4 p.,https://dx.doi.org/10.3133/fs20143078.
[2] Kausch, P., Bertau, M., Gutzmer, J., & Matschullat, J. (2014). Strategische Rohstoffe — Risikovorsorge . Berlin: Springer Spektrum.
[3] Neukirchen, F., Ries, G. (2014): Die Welt der Rohstoffe – Lagerstätten, Förderung und wirtschaftliche Aspekte. Springer Verlag, Berlin – Heidelberg.
[4] EREAN - European Rare Earth Recycling Network (Englisch), Themenbereich Project, URL: http://erean.eu/project.php, letzter Zugriff am 27.05.2018.
Bildquelle Titelbild: Neodym unter Argongas. Tomihahndorf bei Wikipedia Commons, März 2006, URL: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Datei:Neodym_1.jpg, letzter Zugriff: 17.06.2019
