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Seltene Erden



Seltene Erden – alternativ auch Metalle der Seltenen Erden oder Seltenerdmetalle genannt – sind aus dem heutigen Alltag nicht mehr wegzudenken.

Egal, ob in Handys, Festplatten von Laptop und Desktop, Motoren von Elektro- oder Hybridfahrzeugen, Katalysatoren in Fahrzeugen, in Windkraftanlagen, Akkus, Plasmabildschirmen, Leuchtmitteln, Polituren, Rußpartikelfiltern, Spezialgläsern oder –porzellan, Permanentmagneten oder in der Medizin als Kontrastmittel – die Einsatzmöglichkeiten von Seltenen Erden sind mehr als vielfältig.

Was sind Seltene Erden?

Unter dem Begriff der Seltenen Erden werden insgesamt 17 Elemente mit chemisch ähnlichen Eigenschaften definiert, die im Periodensystem der Elemente unter den Ordnungszahlen 21, 39 sowie 57 bis 71 geführt werden.

Namentlich handelt es sich um folgende Metalle:

Ordnungszahl Name Entdeckungsjahr Ordnungszahl Name Entdeckungsjahr
21 Scandium 1879 64 Gadolinium 1880
39 Yttrium 1794 65 Terbium 1840er Jahre
57 Lanthan 1839 66 Dysprosium 1886
58 Cer 1803 67 Holmium 1878
59 Praseodym 1854 68 Erbium 1843
60 Neodym 1855 69 Thulium 1879
61 Promethium 1945 70 Ytterbium 1878
62 Samarium 1853 71 Lutetium 1907
63 Europium 1890

Tab. 1: Seltene Erden im Periodensystem der Elemente und Entdeckungsjahr

Unterschieden werden Seltene Erden mitunter nach dem Atomgewicht in leichte und schwere Seltenen Erden.
Leichte Seltene Erden werden in der sogenannten Cer-Gruppe bestehend aus Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Samarium und Europium zusammengefasst.
Die Gruppe der schweren Seltenen Erden besteht aus Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Scandium und Yttrium.

Seltene Erden in Mineralen

Die Metalle der Seltenen Erden sind an der Zusammensetzung zahlreicher Minerale beteiligt, auch wenn es sich hierbei um weniger bekannte bzw. im Mineralienhandel nicht gängige Exemplare handelt.

Anders als der Name es vermuten lässt, sind Minerale, die über Seltene Erden verfügen, alles andere als selten.
Zudem weisen Seltene Erden einen entscheidenden Vorteil auf: in Seltenen-Erden-haltigen Mineralen sind mehr oder weniger gleichzeitig verschiedene Seltene Erden enthalten.

Dennoch zeichnet sich die Tendenz ab, dass einige Seltene Erden häufiger in Form von Mineralen vorkommen als andere. Häufig zu finden sind Minerale, die Yttrium, Lanthan, Cer und Neodym beinhalten.
Praseodym, Samarium, Europium, Holmium, Thulium sowie Lutetium sind in vergleichsweise wenigen Mineralen vertreten.
Ferner gibt es drei Minerale, die in den weltweiten Lagerstätten sehr oft geborgen werden und die eine Vielzahl von Selten Erden miteinander vereinen: Bastnäsit, Monazit und Xenotim.

Seltene Erde Mineral
Scandium Allendeit, Bazzit, Cascandit, Davisit, Heftetjernit, Jervisit, Juonniit, Kolbeckit, Kristiansenit, Magbasit, Oftedalit, Panguit, Pretulit, Thortveitit
Yttrium Adamsit, Aeschynit, Agardit, Arrhenit, Bastnäsit, Bijovoetit, Bobtraillit, Britholit, Byzantievit, Cappelenit, Chernovit, Chukhrovit, Crichtonit, Davidit, Dessauit, Ewaldit, Gadolinit, Gagarin it, Hellandit, Kainosit, Keiviit, Levinsonit, Lokkait, Minasgeraisit, Moydit, Muratait, Paraniit, Petersit, Samarskit, Shabait, Tadzhikit, Tantalaeschynit, Tritomit, Wakefieldit, Xenotim, Yttriait, Yttrocrasit
Lanthan Agardit, Allanit, Arisit, Bastnäsit, Belovit, Calkinsit, Cerit, Cervandonit, Cordylit, Crichtonit, Ferriallanit, Florencit, Gadolinit, Galgenbergit, Gysinit, Iraquit, Kozoit, Lanthanit, Monazit, Nordit, Parisit, Peprossiit, Redmondit, Retzian, Röntgenit, Stillwellit, Synchysit, Tundrit, Västmanlandit, Vicanit
Cer Aeschynit, Agardit, Allanit, Ancylit, Arisit, Bastnäsit, Belovit, Birait, Brockit, Burbankit, Calcioancylit, Carbocernait, Cordylit, Davidit, Dissakisit, Dualit, Euxenit, Fergusonit, Gadolinit, Galgenbergit, Gasparit, Hibonit, Ilmajokit, Kainosit, Kemmlitzit, Lanthanit, Laplandit, Loparit, Loranskit, Loveringit, Monazit, Nordit, Okanoganit, Parisit, Piergorit, Retzian, Rinkit, Rowlandit, Sazhinit, Seidit, Stetindit, Törnebohmit, Vigezzit, Vitusit
Praseodym Kozoit, Phosinait
Neodym Aeschynit, Agardit, Allanit, Bastnäsit, Cervandonit, Coskrenit, Gadolinit, Galgenbergit, Kimurait, Kozoit, Lanthanit, Lokkait, Monazit, Percleveit, Retzian, Rhabdophan, Schuilinigt, Shabait, Tundrit, Vitusit, Wakefieldit
Promethium Spaltprodukt von Uran
Samarium Francoisit, Kozoit, Monazit, Schuilingit, Shabait
Europium Kularit
Gadolinium Churchit, Gadolinit, Lepersonnit, Lokkait, Mineevit, Monazit, Schuilingit, Synchysit
Terbium Cerit, Euxenit, Gadolinit, Monazit, Xenotim
Dysprosium Agardit, Bijovoetit, Churchit, Lepersonnit, Lokkait, Mineevit
Holmium Gadolinit, Monazit
Erbium Arrhenit, Bodenbenderit, Risörit, Yftisit
Thulium Gadolinit
Ytterbium Hellandit, Hingganit, Keiviit, Samarskit, Vyuntspakhit, Xenotim
Lutetium Monazit

Tab. 2: Minerale, die über Seltene Erden verfügen (Anmerkung: Liste ist nicht vollständig, nur beispielhaft)

Entdeckung und Vorkommen von Seltenen Erden

Auch wenn der Name Seltene Erden die Vermutung aufkommen lässt, dass es sich bei Seltenen Erden um besonders wertvolle und rare Materialien handelt, ist dem nicht so – Seltene Erden sind weder wenig verbreitet noch haben diese etwas mit Erde im Sinne von Boden zu tun.

Der Begriff Seltene Erden wurde zur Zeit der Entdeckung der Seltenen Erden eingeführt, als diese Elemente in einigen, bis dahin unbekannten Mineralen erstmals entdeckt und isoliert wurden. Erden hingegen ist die antiquierte Bezeichnung für Oxide, bezugnehmend auf die chemische Verbindung, durch die Seltene Erden aus Mineralen per Isolation gewonnen werden.
Einige Seltene Erden wie bspw. Cer sind sehr häufig in der Erdkruste verbreitet. Andere Seltene Erden sind im Gegensatz dazu mengenmäßig nicht in solchen Ausmaßen vertreten, dass sich ein Abbau rentieren würde.

Bekannt sind Seltene Erden der Menschheit seit über 200 Jahren.
Gegen Ende des 18. Jahrhunderts machte der schwedische Marineleutnant Carl Axel Arrhenius (1757 bis 1824), der sich für Minerale interessierte, eine folgenschwere Entdeckung. 1787 fand er in der Ytterby-Grube, gelegen in Südschweden unweit von Stockholm, einen Stein, den er analysieren ließ, woraufhin Yttrium erstmals entdeckt wurde. Die Grube ist heute noch erhalten, 1989 wurde der Ytterby-Grube der Status eines Denkmals verliehen.

Auch wenn Schweden als Land der Entdeckung der Seltenen Erden gilt, werden die Metalle heutzutage vorrangig in anderen Staaten abgebaut.
Hauptförderland von Seltenen Erden ist seit Jahren China, wo jährlich ca. 120.000 t SEO gewonnen werden. Ferner werden Seltene Erden auch in Australien, Kanada, in den USA, in Namibia, Indien und Russland, insbesondere auf der Halbinsel Kola, gewonnen.
Aktuell sind zudem der Meeresgrund des Pazifiks, die Innere Mongolei sowie Grönland im Gespräch, die über vielversprechende Ressourcen verfügen. Allein für Grönland wird nach Angaben von Greenland Minerals and Energy Ltd. geschätzt, dass die Lagerstätten so ertragreich sind, dass der Abbau noch bis ins nächste Jahrhundert andauern könnte.

Aber auch in Deutschland sind Seltene Erden kein unbekannter Rohstoff. Schon zu DDR-Zeiten wurden in den 1970er Jahren im Zuge der Erkundung von Uran-Fundorten Seltene Erden im sächsischen Delitzsch aufgespürt. Die Menge kann mit den globalen Fördermengen jedoch nicht mithalten.

Allein 2009 wurden laut www-minerals.usgs.gov 133.000 t Seltene-Erden-Oxide (SEO) abgebaut, 2010 waren es 130.000 t SEO und für das Jahr 2012 werden 180.000 t SEO erwartet. Letzteres entspräche einem Wert von etwa 2 Milliarden US-Dollar.

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Links:
... und Quellen:
Okrusch, M. und S. Matthes (2009): Mineralogie: Eine Einf├╝hrung in die spezielle Mineralogie, Petrologie und Lagerst├Ąttenkunde. Springer Verlag Berlin Heidelberg
 www.bundestag.de - Aktueller Begriff: Seltene Erden
 www.bgr.bund.de
 www.minerals.usgs.gov
 www.ggg.gl.de
 www.geologie.uni-freiburg.de
 www.chemie-.master.de
 www.mindat.org




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