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Coltan



Fotoapparate, Laptops und Computer, Handys, Legierungen von Autos - die Liste lässt sich unendlich fortsetzen, und zeigt, dass die moderne Technik von einem Material abhängig ist: Coltan.

Was ist Coltan? - Definition Coltan

Coltan wird als ein Erz definiert, also ein Gemenge von Mineralen, an dessen Zusammensetzung die Metalle Niob und Tantal beteiligt sind.
Ein anderer, wenngleich veralteter Name für Niob ist Columbium. Fügt man die Anfangssilben von Columbium und Tantal zusammen, entsteht der Begriff Coltan (englisch: coltan).


Sowohl Columbium als auch Tantal sind chemisch betrachtet Metalle, die im Periodensystem der Elemente unter den Ordnungsnummern 41 (Niob – Nb) und 73 (Tantal – Ta) aufgeführt sind.


Erstmals entdeckt wurde Coltan – bzw. coltanhaltige Minerale – zu Beginn des 18. und 19. Jahrhunderts. Zu diesem Zeitpunkt gelang es damaligen Mineralogen und Chemikern, Niob und Tantal aus entsprechenden Mineralfunden zu isolieren. Tantal wurde bspw. 1801 von Anders Gustaf Ekeberg, einem schwedischen Chemiker, entdeckt. Im gleichen Jahr gelang dem englischen Chemiker und Mineralogen Charles Hatchett die Entdeckung von Niob.

Coltan und Minerale

Auch wenn es zahlreiche Minerale gibt, die aus Niob und Tantal bestehen, sind mit dem Begriff Coltan nur diejenigen Oxid-Minerale gemeint, die der Columbit-Tantalit-Reihe angehören. Namentlich handelt sich um Columbit-(Fe), Columbit-(Mn), Stibiocolumbit, Stibiotantalit, Tantalit-(Fe) und Tantalit-(Mn).


Mineral Zusammensetzung Farbe
Columbit-(Fe) FeNb2O6 dunkelbraun bis schwarz
Columbit-(Mn) (Mn,Fe)(Nb,Ta)2O6 dunkelbraun bis schwarz
Stibiocolumbit Sb(Nb,Ta)O4 gelbbraun bis braun
Stibiotantalit Sb(Ta,Nb)O4 gelb bis dunkelbraun
Tantalit-(Fe) FeTa2O6 schwarz
Tantalit-(Mn) MnTa2O6 braun mit Rosastich bis schwarz

Andere Minerale, die auch niob- und tantalhaltig sind, sind Ashantit, Behierit, Euxenit, Foordit, Johnwalkit, Samarskit, Simpsonit, Tapiolit und Zimbabweit.


Die Abbaumöglichkeiten von Coltanmineralen sind nur auf wenige Regionen der Erde begrenzt. Nichtsdestotrotz werden Tantal und Niob in Form in anderer Minerale ebenso abgebaut; doch am begehrtesten sind die Minerale der Columbit-Tantalit-Reihe.


Als Oxidmineral ist Coltan insbesondere an Niob-Tantalit-Pegmatite gebunden – Gesteine, die der Entstehung wegen mit den Metallen Niob und Tantal angereichert sind.


Exkurs: Gesteine sind immer ein Gemenge bestehend aus verschiedenen Mineralen, die wiederum abhängig von der Zusammensetzung unterschiedliche Elemente aufweisen. Pegmatite werden der Entstehung nach zu den magmatischen Gesteinen gezählt; gehen demnach aus der Kristallisation aus heißen Gesteinsschmelzen (Magma) hervor. Anders als Granit, Norit, Gabbro oder Dunit, die auch zu den magmatischen Gesteinen zählen, werden Pegmatite aus sog. Restschmelzen gebildet. Diese enthalten insbesondere Elemente, die aufgrund der Größe des Ionenradius´ nicht zu einem früheren Zeitpunkt in die genannten Gesteine „eingebaut“ werden konnten. Solch „große Elemente“ stellen beispielsweise die Elemente der Seltenen Erden wie auch Niob und Tantal dar.


Besonders mächtige und reichhaltige Vorkommen niob- und tantalhaltiger Pegmatite existieren in Brasilien, Australien, Kanada, Ruanda und im Kongo.
Pro Jahr werden in diesen wichtigsten Abbauländern von Coltan, aber auch in anderen Staaten, etwa 2.000 t Coltan abgebaut. Das entspricht nahezu einer Verdopplung, verglichen mit den Mengen, die im Jahr 2000 gewonnen wurden. Führend unter den Abbauländern ist übrigens Australien, gefolgt vom Kongo und auf Platz drei steht Brasilien. Annahmen des Umweltbundesamtes (UBA) zufolge sind die weltweiten Coltan-Ressourcen noch für die kommenden 125 Jahre gesichert.

Eigenschaften und Verwendung von Coltan

Dass Coltan zunehmend begehrter wird, liegt vor allem in den Eigenschaften von Coltan begründet. Coltan ist nicht nur Laugen und Säuren (Ausnahme: Flußsäure) gegenüber unempfindlich, Coltan trotzt Korrosion und des Schmelzpunktes von ca. 3.000 °C wegen auch sehr hohen Temperaturen. Außerdem ist das Material ein hervorragender elektrischer und thermischer Leiter. Zudem lässt sich Coltan einfach verarbeiten.


Mit dem Fortschritt von Wissenschaft und Technik wurden in den vergangenen Jahrzehnten immer mehr Felder geschaffen, in denen Coltan zum Einsatz kommt. Vor allem für medizinische Geräte sowie Computer, Fotokameras und Telefone, aber auch in Legierungen und Autos wird Coltan vermehrt eingesetzt. Zwar könnte Coltan zu diesen Zwecken durch andere Metalle wie Platin, Wolfram und Titan abgelöst werden, doch das wäre mit Einbußen hinsichtlich der Materialeigenschaften verbunden.


Die Nachfrage von Coltan erreicht mittlerweile einen vergleichbaren Status wie Seltene Erden, die ebenfalls in vielen High-Tech-Geräten Verwendung finden, und wird vermutlich in den nächsten Jahren nicht abreißen.


Dennoch gerät Coltan immer wieder in den Fokus der Öffentlichkeit. Die negativen Schlagzeilen kritisieren neben dem illegalen Abbau von Coltan vor allem die im Zusammenhang stehende Kinderarbeit und weitreichende, nachteilige Eingriffe in die Natur im Zuge des Extrahierens von Coltan oder dem Grubenbau – Tatsachen, die Coltan mittlerweile den Namen Blutcoltan eingebracht haben.


Siehe auch:
Seltene Erden
Industrieminerale
Erz


Quellen:
⇒ Okrusch, M. und S. Matthes (2009): Mineralogie: Eine Einführung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerstättenkunde. Springer Verlag Berlin Heidelberg
www.umweltdaten.de - Behrendt, S. und M. Scharp ((2007): Seltene Metalle. Maßnahmen und Konzepte zur Lösung des Problems konfliktverschärfender Rohstoffausbeutung am Beispiel Coltan
www.kongo-kinshasa.de
www.g-o.de
www.minerals.usgs.gov - Cunningham, L.: Columbium (Niobium) and Tantalum
www.stadt-koeln.de

Letzte Aktualisierung: 16. Juni 2019

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