Als Seltene Erden werden die Gruppe (15) der sogenannten Lanthanoiden (Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium und das namensgebende Lanthan) sowie die beiden Elemente Scandium und Yttrium bezeichnet.
Der Begriff der Seltenen Erden ist historisch zu sehen, da sie zunächst in seltenen Mineralien wie Cerit oder Gadolinit entdeckt wurden. Zudem beschreibt er keine "Erden“ nach dem heutigen Verständnis, sondern vielmehr eine alte, sowohl im Französischen als auch im Deutschen benutzte Bezeichnung für Oxide, diejenige Form, in der die Elemente erstmals isoliert wurden. Im Fall der Elemente der Seltenen Erden handelt es sich bei ihren Oxiden um Pulver, die meist braun oder schwarz sind, teilweise aber deutlich heller, wie zum Beispiel bei Neodym.
Traditionell erfolgt eine Aufteilung in leichte (Ordnungszahlen 57-63) und schwere Seltenerdelemente (Ordnungszahl 64-71). Scandium (Ordnungszahl 21) wird derweil den leichten, Yttrium (Ordnungszahl 39) den schweren Vertretern der Rohstoffgruppe zugeordnet, da ihre chemischen Eigenschaften vergleichbar sind. Diese Unterteilung wird in der Literatur nicht durchgängig eingehalten, zum Teil ist auch eine dritte Gruppe, die der mittelschweren Seltenerdelemente, zu finden. Grundsätzlich sind die Vertreter der schweren Seltenen Erden deutlich seltener und ihre Aufbereitung aufwendiger als bei den leichten, entsprechend höher sind ihre Marktpreise.
| Lanthanoiden im Periodensystem |
• Lanthan
Name: Lanthan
Symbol: La
Ordnungszahl: 57
Dichte: 6,15 g/cm3
Schmelzpunkt: 921 °C
Siedetemperatur: 3.457 °C | • Cer
Name: Cer
Symbol: Ce
Ordnungszahl: 58
Dichte: 8,24 g/cm3
Schmelzpunkt: 799 °C
Siedetemperatur: 3.426 °C | • Praseodym
Name: Praseodym
Symbol: Pr
Ordnungszahl: 59
Dichte: 6,77 g/cm3
Schmelzpunkt: 931 °C
Siedetemperatur: 3.512 °C |
• Neodym
Name: Neodym
Symbol: Nd
Ordnungszahl: 60
Dichte: 7,01 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.021 °C
Siedetemperatur: 3.068 °C | • Promethium
Name: Promethium
Symbol: Pm
Ordnungszahl: 61
Dichte: 7,22 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.168 °C
Siedetemperatur: 2.727 °C | • Samarium
Name: Samarium
Symbol: Sm
Ordnungszahl: 62
Dichte: 7,52 g/cm3 Schmelzpunkt: 1.077 °C
Siedetemperatur: 1.791 °C |
• Europium
Name: Europium
Symbol: Eu
Ordnungszahl: 63
Dichte: 5,24 g/cm3
Schmelzpunkt: 822 °C
Siedetemperatur: 1.597 °C | • Gadolinium
Name: Gadolinium
Symbol: Gd
Ordnungszahl: 64
Dichte: 7,90 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.313 °C
Siedetemperatur: 3.266 °C | • Terbium
Name: Terbium
Symbol: Tb
Ordnungszahl: 65
Dichte: 8,23 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.356 °C
Siedetemperatur: 3.123 °C |
• Dysprosium
Name: Dysprosium
Symbol: Dy
Ordnungszahl: 66
Dichte: 8,55 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.412 °C
Siedetemperatur: 2.562 °C | • Holmium
Name: Holmium
Symbol: Ho
Ordnungszahl: 67
Dichte: 8,80 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.474 °C
Siedetemperatur: 2.695 °C | • Erbium
Name: Erbium
Symbol: Er
Ordnungszahl: 68
Dichte: 9,07 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.529 °C
Siedetemperatur: 2.863 °C |
• Thulium
Name: Thulium
Symbol: Tm
Ordnungszahl: 69
Dichte: 9,32 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.545 °C
Siedetemperatur: 1.947 °C | • Ytterbium
Name: Ytterbium
Symbol: Yb
Ordnungszahl: 70
Dichte: 6,97 g/cm3
Schmelzpunkt: 824 °C
Siedetemperatur: 1.193 °C | • Lutetium
Name: Lutetium
Symbol: Lu
Ordnungszahl: 71
Dichte: 9,84 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.663 °C
Siedetemperatur: 3.395 °C |
| Übergangsmetalle im Periodensystem |
| • Scandium
Name: Scandium
Symbol: Sc
Ordnungszahl: 21
Dichte: 2,99 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.541 °C
Siedetemperatur: 2.831 °C | • Yttrium
Name: Yttrium
Symbol: Y
Ordnungszahl: 39
Dichte: 4,47 g/cm3
Schmelzpunkt: 1.522 °C
Siedetemperatur: 3.338 °C | |
| Quelle: TRADIUM GmbH |
Anwendungsgebiete Seltene Erden:
• E-Mobilität (Dysprosium, Neodym, Praseodym, Terbium)
• Batterien - Akkus (Lanthan, Neodym)
• Katalysatoren (Lanthan, Cer Neodym, Praseodym, Samarium, Ytterbium)
• Permanentmagnete (Neodym, Praseodym, Dysprosium, Terbium, Samarium)
• Metall-Legierungen (Cer, Ytterbium, Dysprosium, Terbium, Neodym, Praseodym)
• Windkrafttechnologie (Dysprosium, Neodym, Praseodym, Terbium)
• Luftfahrt (Neodym, Samarium, Scandium, Europium)
• Kernkraft (Dysprosium, Europium, Samarium, Holmium, Gadolinium)
• Wasserelektrolyse (Scandium, Yttrium, Cer, Lanthan, Gadolinium)
• Halbleiter (Terbium, Cer, Erbium, Lanthan, Neodym, Praseodym, Samarium, Scandium, Yttrium, Ytterbium)
• Leuchtmittel (Cer, Dysprosium, Erbium, Europium, Lanthan, Lutetium, Gadolinium, Neodym, Praseodym, Terbium, Thulium, Ytterbium, Yttrium)
• Keramik (Scandium, Yttrium, Cer)
• Glas (Cer, Neodym, Praseodym, Holmium)
• Pigmente (Cer, Erbium, Europium, Gadolinium, Holmium, Neodym, Praseodym, Samarium)
• Polituren (Cer, Neodym)
• Laser (Ytterbium, Neodym, Holmium, Thulium, Erbium)
• Medizintechnik (Gadolinium, Lutetium, Terbium, Yttrium, Neodym, Erbium)
Seltene Erden ließen sich auf Müll- oder Schrottplätzen "fördern", denn im Elektroschrott (Smartphones, Computern und anderen Elektrogeräten) sind diese enthalten. 62 Millionen Tonnen Elektroschrott landeten allein im Jahr 2022 auf dem Müll, die Tendenz ist steigend. Pro Einwohner fallen in Deutschland laut Statischem Bundesamt 12,5 Kilogramm Elektroschrott an.
Seltenerdmetalle sind von hoher Bedeutung für die Industrie und haben zahlreiche Anwendungsgebiete. Die größten Einsatzfelder sind Permanentmagneten (29 Prozent) und Katalysatoren (20 Prozent), gefolgt von Polituren (14 Prozent), Metallurgie/Legierungen (neun Prozent), Batterien (acht Prozent) und Gläsern (acht Prozent). Die einzelnen Seltenen Erden werden hierbei für unterschiedliche Anwendungen genutzt. Da die Trennung der Elemente voneinander jedoch technisch aufwendig und teuer ist, werden, wann immer möglich, gemischte Seltenerdprodukte in nachgelagerten Prozessen verwendet.
Zukunftstechnologien wie Autonomes Fahren, magnetische Kühlsysteme und Drohnen beziehungsweise zivile Luftfahrzeuge für den Güter- und Personenverkehr, die aktuell weiterentwickelt werden, benötigen zum Teil ebenfalls Seltene Erden, etwa für die Herstellung von Lasern oder Permanentmagneten. Die Bedeutung dieser kritischen Rohstoffe könnte daher künftig noch wachsen. Quelle: TRADIUM GmbH
Neben den
Seltenen Erden stecken auch diese
Materialien im
E-Auto (
Stahl, Alu,
Kupfer, Kunststoffe). Doch im Blickpunkt stehen die heute in
E-Autos oder
Smartphones üblichen
Lithium-Ionen-Akkus und daher eben Lithium (im 400-Kilo-Akku ca. 4 Kilo) und Kobalt (12 Kilo) sowie auch Graphit (33 Kilo),
Nickel (12 Kilo) und Mangan (11 Kilo). Die
Seltenen Erden befinden sich nicht im Akku, sondern im
E-Motor.