Rohstoff und Welthandelsgut Seltene Erden

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung

2 Die naturwissenschaftlichen Eigenschaften Seltener Erden und ihr Potential für die Wirtschaft
2.1 chemisch,- physikalische Eigenschaften
2.2 Anwendungsbereiche Seltener Erden in Wirtschaft und Technik
2.2.1 Magnete
2.2.2 Leuchtstoffe
2.2.3 Katalysatoren
2.2.4 Metallurgie
2.2.5 Glas und Keramik

3 Produktionsweg Seltener Erden
3.1 Abbau
3.2 Verarbeitung
3.3 Abnehmer und Verbraucher

4 Weltmarkt
4.1 Marktsituation
4.1.1 Angebot
4.1.2 Nachfrage
4.1.3 Preisentwicklung
4.2 Machtverhältnisse
4.2.1 Betriebsgrößenstrukturen
4.2.2 Abhängigkeit des Weltmarktes von chinesischer Produktion

5 Diskussion

6 Fazit

Literatur

Anhang

Abbildungsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abb. 2-1: Periodensystem der Elemente, in dem alle leichten Seltenerdmetalle gelb und alle schweren Seltenerdmetalle blau eingerahmt sind ohne Scandium[38]

Abb. 2-2: Element Samarium (62) im Bohrschen Atommodell[4]

Abb. 2-3: Besetzung der Orbitale mit Elektronen in Reihenfolge des Pfeils[2]

Abb. 3-1: Standorte der weltweiten Minen für den Abbau Seltener Erden [29, S.203]

Abb. 3-2: Ablaufdiagramm für die Raffinierung von Loparitmineralen (Sillamäe, Estland) [7, S.783]

Abb. 4-1: Weltproduktion SEOs zwischen 1950 - 2006 [33, S.15]

Abb. 4-2: Angebot und Nachfrage SEO. Schätzungen basieren auf IMCOA für die Jahre 2011-2016. Diamantsymbole sind Jahre in denen die Nachfrage höher als das Angebot ist. ROW = Rest der Welt [42, S.77]

Abb. 4-3: Globale Indikatoren für Aktivität der Wirtschaft [15 S.3]

Abb. 4-4: Preise der vier wichtigsten REE [20 S.4]

Abb. 4-5: Zehn Schritte bis zur kommerziellen REE Produktion [29 S.118.]

Abb. 4-6: Darstellung der kritische Rohstoffe 2014[18]

Abb. 4-7: Risiken des Abbaus REE [44]

Tabellenverzeichnis

Tab. 2-1: Anwendungsbereiche Seltener Erden [42, S.76]

Tab. 3-1: Typische Minerale für REE Lagerstätten. Konzentration REO in Prozent.[7, S772]. ..

Tab. 3-2: Verteilung Seltener Erden in ausgewählten Minen [10, S.4]

Tab. 4-1: Weltproduktion REE von 2011 - 2011 [42, S.75]

Tab. 4-2: Vorhersage für Angebot und Nachfrage einzelner SEO in 2016 +/- 20% [42, S.76]

Tab. 4-3: Überblick über die Wirtschaftsvorhersagen. ASEAN-5=Malaysia, Thailand, Philippinen, Vietnam, Indonesien [15 S.2]

Tab. 4-4: Vergleich REE Preise 2011-2012 [29 S.114]

Tab. 4-5: REE Preise 1. Dezember 2013 [42 S.77]

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

Die Metalle der Seltenen Erden - insgesamt 17 Elemente im Periodensystem (PSE) der Elemente - kommen in der Natur vergesellschaftet vor. Hauptsächlich in den Mineralien Allanit, Bastnäsit, Betafit, Gadolinit, Monazit, Pyrochlor und Thorit.

Es handelt sich hierbei um die Elemente der dritten Nebengruppe Scandium (Sc), Yttrium (Y), Lanthan (La), der sogenannten Übergangsmetalle, und um die Elemente mit der Ordnungszahl 58 bis 71, in der Serie der Lanthanoide, im PSE. Dazu gehören Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium. Daneben gibt es weitere Definitionen für den Begriff der Seltenen Erden, wie beispielsweise vom U.S. Geological Survey, die nur 16 Elemente zu den Seltenen Erden zählen, wobei das Metall Scandium nicht einbezogen wird, da es leicht veränderte Eigenschaften aufweist.

Der Begriff der Seltenen Erden unterscheidet sich sowohl im deutsch- als auch englischsprachigen Raum. Gängige Bezeichnungen für die o.g. Metalle sind Seltenerdmetall, Selten Erdelement (SEE) oder Seltene Erden. In englischsprachiger Literatur findet man daneben die Begriffe Rare Earth Element (REE) oder auch Rare Earth Metal (REM). In den nachfolgenden Ausführungen wird der Übersichtlichkeit halber das international gängige Kürzel REE verwendet und sich auf alle 17 Metalle bezogen.

Jedoch ist der Name „Seltene Erden“ irreführend. Er stammt aus der Zeit der Entdeckung dieser Elemente und beruht auf der Tatsache, dass sie zuerst in seltenen Mineralien gefunden und aus diesen in Form ihrer Oxide (früher: „Erden“) isoliert wurden. Ein Vergleich veranschaulicht dies gut. Die Metalle Cer, Yttrium und Neodym kommen in der Erdkruste gleich häufig vor, wie die wichtigen Basismetalle Chrom, Nickel, Kupfer oder Zink. Selbst die seltensten Metalle der Seltenen Erden kommen noch 200-mal häufiger vor, als Gold oder Platin. Nur das kurzlebige, radioaktive Element Promethium ist wirklich selten in der Erdkruste. Vielmehr sind die bisher bekannten abbauwürdigen Lagerstätten, in denen die Konzentration Seltener Erden über 1 % liegt rar gesät. Meistens sind REE Nebenprodukte bei der Gewinnung von Eisen, Niob, Tantal, Zirconium oder anderen wichtigen Rohstoffen. Jedoch haben REE erstaunliche Fähigkeiten und finden bereits ein breit gefächertes Anwendungsspektrum. Es reicht von UV- Licht absorbierendem Autoscheibenglas über die Gewichtsreduktion bei Akkumulatoren bis hin zu einer hohen Farbvielfalt bei LCD-Bildschirmen. Diese und weitere Anwendungsmöglichkeiten haben sich im Zuge der Technologisierung unseres Alltags seit den 1960er Jahren stark ausgeweitet.

Mit dieser Entwicklung geht auch ein schnell wachsender Bedarf an REE einher. Durch die zunehmende Zahl an Anwendungsmöglichkeiten, steigender Wohlstand in Schwellenländern und die Erschließung neuer Rohstofflagerstätten werden jedes Jahr steigende Fördermengen gemeldet. Nach der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR), lagen die Fördermengen aller Staaten der Erde zusammen im Jahr 1970 noch unter 20.000 Tonnen (t). Doch bereits 2010 wurde die Marke von 140.000 t zum ersten Mal überschritten. Dies entspricht einem durchschnittlichen Zuwachs von 3.000 t pro Jahr. Der große Unterschied zum Jahr 1970 liegt heute aber nicht mehr nur an der steigenden Nachfrage. Es hat sich ein Monopolmarkt entwickelt, in dem China die dominante Rolle vertritt und laut BGR bei der Bergwerksförderung an erster Stelle vor den USA und der Russischen Föderation einen Marktanteil von 95,11 % im Jahr 2011 besaß. Auch beim Verbrauch von REE liegt China mit 60 % an erster Stelle[48]. Solch ein Missverhältnis zwischen der Angebots- und Nachfrageseite führt zu weitreichenden Problemen für die Abnehmerseite. Als größte Schwierigkeit ist mithin die Drosselung der Exporte von Oxiden der Seltenen Erden (SEO), seitens der Wirtschaft zu nennen. Ob dabei die Stärkung der eigenen Wirtschaft Chinas wirklich als Ursache angesehen werden kann, oder auch wirtschaftspolitische Machtdemonstration dahinter steckt, soll noch diskutiert werden. Denn die vielfältigen Anwendungsmöglichkeiten lassen erahnen wie abhängig unsere Gesellschaft von diesen Rohstoffen und letztendlich von der größten Volkswirtschaft der Welt geworden ist.

Diese Machtposition Chinas basiert jedoch auch auf zum Teil katastrophalen Umweltzerstörungen, die sowohl beim Abbau, als auch bei der Verarbeitung von REE begangen werden. Aber nicht nur Umwelt und Tiere leiden unter diesen Umständen, sondern auch Bewohner angrenzender Förderminen und direkt beteiligte Arbeiter sind unfreiwillig schädlichen Giften ausgesetzt, die nicht nach europäischen Standards entsorgt werden. Welche Alternativen zur Beziehung REE aus China bestehen wird in einer abschließenden Diskussion erläutert. Schwerpunkt dessen sind die Themen: Förderinvestitionen in die Exploration und Wiederaufnahme von Lagerstätten außerhalb Chinas, das Recycling Seltener Erden und die Substitution durch andere Werkstoffe.

2 Die naturwissenschaftlichen Eigenschaften Seltener Erden und ihr Potential für die Wirtschaft

2.1 chemisch,- physikalische Eigenschaften

Aufgrund der bestimmten Struktur der Valenzschale verhalten sich die Lanthanoide und die Elemente Scandium und Yttrium sehr ähnlich und bilden zusammen die Gruppe der Seltenen Erden. Gängig ist auch die Unterteilung in leichte (LREE) und schwere (HREE) Seltene Erden (vgl. Abb. 2-1). Die leichten Seltenen Erden, auch Ceriterden genannt, bestehen aus den ersten sieben Lanthanoiden ohne Scandium. Die schweren Seltenen Erden oder Yttererden aus den restlichen Lanthanoiden.

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Abb. 2-1: Periodensystem der Elemente, in dem alle leichten Seltenerdmetalle gelb und alle schweren Seltenerdmetalle blau eingerahmt sind ohne Scandium[38].

Die Anzahl der Außenelektronen sind deshalb wichtig, weil sie darüber entscheiden, welche chemischen Bindungen („Valenzen“) sie eingehen. Alle Seltenen Erden besitzen zwei Außenelektronen (vgl. Abb. 2-2). Sie befinden sich im 5d Orbital. SCHRÖDINGER definiert das Atomorbital als „den Raum, in dem sich ein Elektron mit 90%iger Wahrscheinlichkeit aufhält“. Die Verteilung der Elektronen auf den einzelnen Energiezuständen bzw. Atomorbitalen gibt die Elektronenkonfiguration an. Den Zustand eines Elektrons in der Atomhülle bestimmen die Quantenzahlen nach dem Bohr-Sommerfeld‘schen Atommodell. Die Hauptquantenzahl nimmt den Wertebereich (n = 1,2,3,…) an und beschreibt die Schale, zu der der Zustand des Elektrons gehört. Die Schalen werden aufsteigend vom Kern beginnend mit den Großbuchstaben: K, L, M, N, O, P, Q… bezeichnet. Die Nebenquantenzahl liegt im Wertebereich (l = 0,1,2,…< n) und kennzeichnet die Form des Atomorbitals. Der Wert von l wird durch bestimmte, historisch festgelegte Buchstaben gekennzeichnet:

- s für l = 0 („sharp)
- p für l = 1 („pricipal“)
- d für l = 2 („diffuse“)
- f für l = 3 („fundamental“).

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Abb. 2-2: Element Samarium (62) im Bohrschen Atommodell[4].

Die Ursache für die ähnlichen chemischen Eigenschaften der Seltenen Erden lässt sich durch das von Niels Bohr 1921 entwickelte Konzept, dem Aufbauprinzip erklären. Es ermöglicht das periodische Auftreten der chemischen Eigenschaften im PSE mithilfe der Eigenschaften der Atomhülle zu beschreiben. Dem Prinzip liegt das schrittweise Auffüllen der Atomhülle mit Elektronen zu Grunde, wobei sich jedes Elektron den für sich stabilsten Zustand sucht, der im noch nicht vollbesetzten Orbital mit der niedrigsten Energie liegt. Die maximale Elektronenzahl wird durch das Pauli-Prinzip beschrieben.

Nun wird für die Reihenfolge, mit der die Elektronen die Orbitale besetzen, dass Madelung- Energiechema (n + l Regel) genutzt (vgl. Abb. 2- 3). Von links nach rechts sind die Orbitale der Atomhülle (Nebenquantenzahl l) aufgezählt und von oben nach unten die Schalen (Hauptquantenzahl n). Die hochgestellten Zahlen geben an, wie viele Elektronen sich maximal in der Schale bzw. im Orbital befinden.

In einem Atom, das mehrere Schalen besitzt kann die innerste K-Schale zwei Elektronen aufnehmen und es befinden sich zwei Elektronen im 1s- Orbital. Schale und Orbital sind nun voll besetzt.

Die zweite äußere Schale kann nun maximal acht Elektronen aufnehmen, sodass dieses gedachte Atom nun zehn Elektronen besitzt. Die acht neu hinzugetretenen Elektronen teilen sich in der zweiten Schale wie folgt auf: zwei Elektronen befinden sich im 2s-Orbital und sechs Elektronen im 2p-Orbital. Besäße unser gedachtes Atom eine dritte Schale werden diese nach demselben Prinzip gefüllt. Der hellgrau gezeichnete Bereich ist theoretischer Natur, da es keine Atome mit solch vielen Elektronen gibt.

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Abb. 2-3: Besetzung der Orbitale mit Elektronen in Reihenfolge des Pfeils[2].

Die besonderen magnetischen Eigenschaften der Seltenen Erden resultieren aus diesem Prinzip. Die Lanthanoide füllen die f-Orbitale auf. Beginnend bei Cer (58) wird das 4f-Orbital nach und nach aufgefüllt. Es ist bei Lutetium (71) schließlich mit 14 Elektronen vollständig besetzt. Die 4f-Orbitale liegen tief im Inneren der Atome und nehmen im Gegensatz zu den d-Orbitalen der restlichen Nebengruppenelementen wenig Einfluss auf das chemische Verhalten, was die Ähnlichkeit der dreiwertigen REE erklärt. Die übereinstimmende Zahl an Valenzelektronen ist wiederum für andere chemische Eigenschaften verantwortlich.

2.2 Anwendungsbereiche Seltener Erden in Wirtschaft und Technik

Seit dem der finnische Wissenschaftler Johan Gadolin im Jahr 1794 auf der schwedischen Insel Resarö das erste Element der Seltenen Erden entdeckte, haben die, für viele eine unwichtige Nebengruppe, 17 Metalle wichtige Aufgaben in einer Vielzahl moderner Materialien übernommen (vgl. Tab. 2-1).

Tab. 2-1: Anwendungsbereiche Seltener Erden [42, S.76].

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Das Element Yttrium mit der Ordnungszahl 39, das Johan Gadolin im Feldspatbruch Ytterby erforschte und nach ihm das Mineral, aus dem Yttrium stammt, dem Gadolinit, benannt wurde, wird es in der modernen Industrie für die Herstellung von Leuchtdioden, Lasern, LCD- Bildschirmen, oder Brennstoffzellen benötigt. In vielen Krankenhäusern, Schwimmbädern, privaten Haushalten werden Brennstoffzellen zur Erzeugung von Strom genutzt. Straßenlaternen, Straßenampeln funktionieren mithilfe von Leuchtdioden (LEDs). Bildschirme in Smartphones oder TV-Geräten, Laser vom Blue-ray-Laufwerk bis zur industriellen Änderung von Stoffeigenschaften basieren alle unter anderem auf den Eigenschaften des Elements Yttrium.

Ihre Hauptanwendungsgebiete sind: Magnete, Katalysatoren, die Metallurgie, Poliermittel, Glas, Leuchtstoffe, Keramik und die Matreialforschung [48, S.18]. Obwohl sie nur als Zusatzstoff gebraucht werden und in Spuren in den Endprodukten vorhanden sind, beeinflussen sie die Eigenschaften von Materialien erheblich. Doch nicht als reines Metall, sondern als Oxid oder Salz, wie zum Beispiel Y2O3 (Yttriumoxid) finden sie ihre Anwedung.

2.2.1 Magnete

Permanentmagnete werden auf der Basis von SmCo5 und Sm2Co17 hergestellt. Hauptanteil des eingesetzten Materials macht aber das Nd2Fe14B aus. Die Elemente Samarium und Neodym verleihen den Werkstoffen die gewünschte hohe Remanenz (Stärke der Magnetisierung). Diese Magnete besitzen außergewöhnliche magnetokristalline Anisotropie (Richtung der Magnetisierung), hohe Curiepunkte (Temperatur bei der ferromagnetische Eigenschaften verschwinden) und lassen hohe spezifische Energiedichten zu. Der große Vorteil Seltener Erden besteht nun in der Gewichtsreduktion bei gleicher oder höherer Leistung. Magnete für Computer, Drucker, Mikromotoren können kleiner und leistungsstärker verbaut werden und ermöglichen in der Computerindustrie immer leistungsfähigere Produkte.

Ursachen für diese vorteilhaften Eigenschaften sind in der Kristall- und Elektronenstruktur zu suchen. Neodym-Eisen-Bor-Magnete haben ein tetragonales Kristallsystem und erreichen eine hohe magnetische Anisotropie, indem die „magnetische“ 4f-Schale durch die äußeren 5s25p[6] - Schalen vom Kristall abgeschirmt wird und so das Bahnmoment der Schale voll wirksam bleibt. Sie sind damit die stärksten Dauermagneten, die auf dem Markt angeboten werden.

2.2.2 Leuchtstoffe

Ausschlaggebend für die Verwendung von Seltenen Erden in Leuchtstoffen sind deren Fähigkeit eine Energieersparnis von 75% im Gegensatz zu herkömmlichen Lampen zu erreichen. Daneben ermöglichen sie als Beimischung eine größere Farbintensität auf Bildschirmen aller Art. Verwendet werden dazu die Oxide von Yttrium, Europium, Lanthan, Cer und Gadolinium, die nur mit einer Reinheit von 99,99% und höher einen Nutzen generieren. Satte Farben auf Bildschirmen, lassen sich durch das Mischen unterschiedlicher Leuchtstoffe erzeugen. Dafür werden die Lanthanoide Europium und Terbium als Aktivatoren eingesetzt. So entsteht aus dem Gemisch BaMgAl10O17: Eu blaues Licht oder aus CeMgAl11O19: Tb grünes Licht. Neben dem sichtbaren Spektrum finden sich Seltene Erden als Beimischung in Leuchtstoffen für die Röntgentechnik.

2.2.3 Katalysatoren

In der Chemie sind Katalysatoren Stoffe, die die Reaktionsgeschwindigkeit einer chemischen Reaktion erhöhen, indem sie die Aktivierungsenergie senken. Benötigt werden die Seltenen Erden zur Herstellung von Prozesskatalysatoren wie zum Beispiel: Fluid Cracking Catalysts (FCC) zum Erdöl-Cracken, Adipi-, Salpeter-, Malein- und Schwefelsäure und u. a. pharmazeutischen und chemischen Synthesen. Daneben sind sie in Umweltkatalysatoren wie den Dreiwegekatalysatoen (TWC) vorhanden. Praktische Anwendungen finden diese Katalysatoren in Rauchgasreinigungsanlagen, in der Petrochemie, Anorganisch-chemischen Synthese und der Organischen Synthese.

In Automobilkatalysatoren wird Ceroxid verwendet, das Kohlenmonooxid, unverbrannte Kohlenwasserstoffe und Stickoxide zu CO2, H2O und N2 umsetzt. Die innere Oberfläche von Katalysatoren in Autos ist ein Gemisch aus Al2O3, Edelmetallen und Ceroxid. Das Ceroxid sorgt nun für die Stabilisierung des Aluminiumoxids, der Umsetzung von Kohlenmonooxid zu Kohlendioxid, dient als Sauerstoffspeicher und unterstützt die Redoxwirkung der Edelmetalle. Dabei läuft folgende Reaktion ab:

- Ce[4] + wird von CO zu Ce[3] + reduziert wobei Kohlenstoffdioxid entsteht.
- 2CeO + CO → Ce2O3 + CO2

Des Weiteren können in der Erdölindustrie durch Katalysatoren auf Basis Seltener Erden die Kapazität der Anlagen erhöht und die Ausbeute an Motorentreibstoffen um einige Prozentpunkte gesteigert werden. Ohne das Element Lanthan, wäre die Herstellung von Benzin und Diesel teurer. Der Preis von Mineralölprodukten läge dann um 10 bis 30% höher.

2.2.4 Metallurgie

Bei der Gewinnung und Verarbeitung von Metallen gibt es schier unzählige Einsatzbereiche für Seltene Erden, die Prozesse und Produkte maßgeblich verbessern. Das Element Yttrium erhöht die Oxidationsbeständigkeit bei Heizleiter- und Superlegierungen. Diese Oxikeramischen Verbundwerkstoffe werden auf der Basis von Yttrium-Aluminium-Granat hergestellt, welches wiederum aus Aluminium- und Yttriumoxid synthetisiert wird. Sie zählen zu den nichtmetallisch-anorganischen Werkstoffen und werden als Magnetwerkstoff, Brennelement oder Hochtemperatur-Supraleiter verwendet.

In Magnesiumlegierungen haben die Seltene Erden Gadolynium, Dysprosium, Neodym oder Cer die Aufgabe, Zähigkeit, Hochtemperatur- und Kriechbeständigkeit entscheidend zu verbessern. Dabei reichen schon 2 bis 5% Gadolinium und ein weiteres Element aus der Gruppe der löslichen schweren Lanthanoiden. Neben Gadolinium wird Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium oder Lutetium im Verhältnis 1 : 1,25 bis 1,75 eingesetzt. Der Rest einer Mg-Gd-Legierung besteht aus Magnesium. Einsatzbereiche sind der Maschinenbau, Fahrzeugbau und die Luft- und Raumfahrt. Daneben finden sich Seltene Erden auch in Zn-, Ni, Ti- und Cu-Legierungen.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten für REE in der Metallurgie bieten die Herstellung von Zündsteinen, beim Einschmelzen von Metallen können sie unerwünschte Verunreinigungen entfernen und Edelstahl werden sie beigesetzt um die Bearbeitbarkeit zu erhöhen.

2.2.5 Glas und Keramik

Bei der Glasherstellung wird häufig Lanthaoxid (La2O3) mit bis zu einem Anteil von 40% eingesetzt. Da lanthanhaltiges Glas einen hohen Brechungsindex (Maß für die Abschwächung der Geschwindigkeit des Lichts beim Übergang vom Vakuum in ein Medium) und niedrige Streuung (Dispersion) aufweist, wird es in Kameras, Mikroskopen und Ferngläsern eingebaut. Die Pigmentierung von Glas erreicht man mithilfe Seltener Erden. Gibt man dem Glas Neodymoxid (Nd2O3) bei, erhält man warmviolette bis weinrote Färbungen des Glases.

Ein weiterer Vorteil ist die hohe Absorption im UV-Bereich. Ceroxid erfüllt dabei eine ganze Reihe chemisch-physikalischer Eigenschaften. Um elektromagnetische Strahlung aufnehmen zu können, ist eine Voraussetzung, die Erfüllung der Resonanzbedingung ∆ = ℎ ∗ . Die Energie des aufgenommenen Photons muss gleich der Energiedifferenz der Energieniveaus des Moleküls sein. Zusätzlich muss der Drehimpuls erhalten bleiben, was zu den sogenannten Auswahlregeln führt. Im Verlauf einer chemischen Reaktion, kann Ceroxid die aufgenommene Energie auch in Form von Wärme wieder abgeben. Anwedung für UV-absorbierendes Glas finden sich in Sonnenbrillen, Autoglasscheiben, in Behältern für lichtempfindliche Lebensmittel.

In der Keramikindustrie werden Cerverbindungen als Hochtemperaturüberzüge verwendet. Sie stellen ein mehrschichtiges System dar, das eine keramische Außenschicht aus Metalloxiden und eine hitzefeste Schicht aus der Legierung M-Cr-Al-Y enthält. Eingesetzt werden die Überzüge auf Leitschaufeln für Flugzeugturbinen, heiße Komponenten von Industriegasturbinen, Kolbenbeläge von Hochleistungsdieselmotoren und für Anlagen zur Herstellung von synthetischen Kraftstoffen.

3 Produktionsweg Seltener Erden

Der Produktionsweg REE verläuft vereinfacht über vier Schritte in folgender Reihenfolge: Förderung, Trennung, Verhüttung, Legierung bevor die REE dann in industrieller Produktion zum Einsatz kommen. In der Explorationsphase, die den vier Schritten vorangestellt ist (siehe auch Kapitel 4.2.1; Abb. 4-5) wird mit geologischen Instituten die ausreichende Menge und Konzentration REE geprüft. Die Standortfaktoren Energie, Wasser, Reagenzien, erfahrene Arbeitskräfte sind weitere Argumente (2-5 Jahre). Dem folgen Studien zur Festlegung des Untersuchungsrahmens, der Aufbau einer Pilotanlage (2-10 Jahre), Umweltzulassung, Durchführbarkeitsstudie (6-12 Monate), Entwicklung, Beschaffung und Konstruktion (2-3 Jahre) und Anlaufen einer Anlage (nochmal 2-3 Jahre).

3.1 Abbau

Die Konzentration von Seltenen Erden in der Erdkruste liegt bei 0,0236% [48, S.18]. Spuren dieser Elemente finden sich vor jeder Haustür, jedoch sind abbauwürdige Lagerstätten, in denen die Konzentration über einem Prozent liegt, wirklich selten.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 3-1: Standorte der weltweiten Minen für den Abbau Seltener Erden [29, S.203].

In Abb. 3-1 sind die Standorte in Ausbeutung (rot), in Vorbereitung (orange) und in Exploration (grün) für den Abbau Seltener Erden eingetragen.

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