Seltene Erden: Die wichtigsten Rohstoffe der Welt

Seltene Erden – auch Seltenerdmetalle genannt – zählen zu den wichtigsten und begehrtesten Rohstoffen der Welt. Für zahlreiche industrielle Prozesse und Produkte sind sie unverzichtbar.

Seltene Erden seit dem 18. Jahrhundert bekannt

Die Stoffgruppe umfasst im engeren Sinn 17 Elemente: 

• Scandium (Ordnungszahl 21) 
• Yttrium (Ordnungszahl 39)

sowie die sogenannten Lanthanoide. Zu diesen gehören: 

• das Metall Lanthan (Ordnungszahl 57)
• und die darauffolgenden 14 Elemente: Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und Lutetium.

Streng genommen müsste die Gruppe „Metalle der Seltenen Erden“ heißen. Diese Bezeichnung prägten Chemiker, als sie die ersten dieser Elemente fanden. Die Entdeckungsgeschichte begann Ende des 18. Jahrhundert und hielt bis ins 20. Jahrhundert an. Die Stoffe wurden zuerst in seltenen Mineralien aufgespürt. Darin lagen sie in Form ihrer Oxide vor, die früher „Erden“ genannt wurden.

Seltene Erden sind relativ weiche silberfarbene Metalle. Teilweise lassen sie sich mit dem Messer schneiden. An der Luft „laufen sie an“, das heißt, sie bilden gelbe oder graue Oxidschichten. Terbium und Ytterbium entzünden sich in pulverisierter Form sogar selbst.

Seltene Erden sind gar nicht selten

In Wahrheit sind die meisten Seltenen Erden gar nicht selten. Einige von ihnen (Cer, Yttrium und Neodym) liegen in der Erdkruste in größeren Mengen vor als Blei, Molybdän oder Arsen. Selbst Thulium, das seltenste stabile Seltenerdmetall, ist immer noch häufiger als Gold oder Platin. Einzig Promethium, das instabil ist und radioaktiv zerfällt, macht sich in der Erdkruste wirklich rar.

Ohne die Seltenen Erden würde es viele Hochtechnologie-Produkte wie Mobiltelefone, Computer, Flachbildschirme, Hybridfahrzeuge sowie Windkraft- und Solaranlagen nicht geben. Allein ein Hybridauto enthält 20 Kilogramm der Metalle. Die größte industrielle Bedeutung erlangten Neodym, Yttrium, Lanthan, Cer, Praseodym, Samarium, Europium und Gadolinium.

Der wohl wichtigste Anwendungsbereich ist die Elektrotechnik einschließlich der Elektronik. Unter anderem ermöglichen die Metalle die Produktion von Superkondensatoren und supraleitenden Komponenten, die in Speicherchips von Computern zum Einsatz kommen, ebenso als Stromspeicher in Formel-1-Boliden oder bei der Rückgewinnung von Bremsenergie in Bussen und Bahnen. Weiter werden die Metalle in Legierungen gemischt, die sich in Gebrauchsgegenständen wie Kopfhörer, Lautsprecher, Festplatten oder Servomotoren finden. Überdies lassen sie sich für Spezialgläser nutzen, ebenso für LCD-Bildschirme und Energiesparlampen.

Wichtig für Raumfahrt, Satelliten, Waffen und Radarsysteme

Von großer Bedeutung sind die Seltene Erden für die Rüstungs-, Sicherheit und Nukleartechnologie, wo sie in Raketen, Düsentriebwerken, Drohnen, Raumfahrzeugen, Satelliten, Panzern, Waffensystemen und Radaranlagen, aber auch bei Sprengstoffen Verwendung finden. Auch in der keramischen und der Laserindustrie gibt es Bedarf. Hier dienen die Metalle zur Entwicklung von Hochleistungs-Werkstoffen, bei Lasern können sie die Leuchtkraft und Energiedichte optimieren.

Seltene Erden vor allem in China zu finden

Seltene Erden werden hauptsächlich aus den Mineralien Monazit und Bastnäsit gewonnen. Haupterzeugerland ist China. Größtes Vorkommen ist eine Erzlagerstätte in der Inneren Mongolei nahe der Industriestadt Baotou, wo 2,9 Millionen Tonnen im Boden ruhen. 

Ausgebeutet wird sie in der gigantischen Bayan-Obo-Mine, die mit zwei weiteren chinesischen Minen 95 Prozent der auf dem Weltmarkt gehandelten Seltenen Erden liefert. Global wurden 2015 rund 124.000 Tonnen Seltenerdmetalle produziert. Insgesamt könnte die Erdkruste 100 Millionen Tonnen der 17 Elemente enthalten. Experten betrachten sie als Rohstoff, der künftig von ähnlicher Bedeutung sein könnte wie heute das Erdöl. Das sah auch der frühere chinesische Machthaber Deng Xiaoping so. „Der Nahe Osten hat sein Öl, wir haben die Seltenen Erden“, erklärte er bereits 1992.

Gewinnung bringt Umweltprobleme

Allerdings geht deren Gewinnung mit großen Umweltproblemen einher. Die Seltenen Erden werden mit starken Säuren aus dem Erz extrahiert. Dabei entsteht ein giftiger Schlamm, der auch radioaktive Stoffe wie Thorium und Uran sowie Schadstoffe wie Fluoride enthält. Die Minenbetreiber lagern das Giftgebräu in künstlichen Teichen, die insbesondere in China aufgrund fehlender Umweltauflagen als sehr unsicher gelten. Dadurch gerät nicht nur das Grundwasser in Gefahr, sondern auch die menschliche Gesundheit.

Nahe Baotou entstand so der wohl der größte Abwassersee der Welt. Er erstreckt sich über mehrere Quadratkilometer und ist von einem hohen Damm umgeben. Wenn er gefüllt ist, werden dort 230 Millionen Kubikmeter giftige Abwässer lagern – genug für 92.000 Schwimmbecken mit olympischen Abmessungen.

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