Seltene Erden

Die vielfältigen verfahrenstechnischen Einsatzmöglichkeiten der Selten Erd Elemente (SEE, engl. REE) im Bereich der Hochtechnologien bei gleichzeitig rapide steigendem Bedarf bringen diese Metalle zunehmend und anhaltend in den Fokus der Wirtschaft, Politik und Forschung.

Demgegenüber wird diese Metallgruppe seit Jahren nach strategischen Gesichtspunkten und damit zum wirtschaftlichen Nachteil der sie benötigenden Branchen gehandelt. Die vornehmlich durch China ab 2010 künstlich herbeigeführte Rohstoffverknappung auf den Weltmärkten führte gezwungenermaßen zu einem globalen Umdenken bei der Suche nach geeigneteren Lagerstätten in langfristig stabilen Förderländern bzw. auch zu weiterführenden Anpassungsstrategien auf der Sekundärseite (durch Materialeffizienz, Substitution und Recycling).

Projektreihe "SEE – Seltene Erden Entdecken"

Untersuchungsgebiete der SEE-Erkundung

Die ab 2011 in Bayern durchgeführte Projektreihe sollte mit landesweit betriebenen Untersuchungen das vorhandene rohstoffliche Potenzial an nutzbaren SEE erkunden und ins wirtschaftliche Interesse von fördernden sowie verarbeitenden Betrieben rücken.

Grundlagen, Ziele und Maßnahmen

Ursprüngliches Projektziel dabei war, Mengen und Zusammensetzung eher störender, bislang ungenutzter Schwermineral-Beimengungen zu evaluieren, die bei der Gewinnung und Aufbereitung von Sand und Kaolin (Nord- und Südbayern) als Beifang anfallen und potenziell für eine SEE-Nutzung technisch-wirtschaftlich gewinnbar sind: Teilprojekte SEE Ia und SEE III.

Für den kommerziellen Abbau von Selten Erd Elementen (SEE) sind neben den Schwermineral-Vorkommen vom Typus "Monazitsand" (Australien, Brasilien, Indien, China, Nordkorea, Bayern), dem Typus "Bastnäsit-Monazit-Vorkommen" (China), dem Typus "Bastnäsit-Vorkommen" (USA), den Apatit-Lagerstätten (Russland, Südafrika) sowie den Uranerz-Vorkommen (Kanada) auch Tonmineral-gebundene SEE-Lagerstätten (China) interessant. Die SEE werden wegen ihrer guten Adsorptionsfähigkeit an Tonmineralen, Oxiden und Hydroxiden sowie an Kolloiden (Fe-, Mn-, Al-Hydroxid-Gele), an organischem Material und an metallorganischen Komplexen u.a. in Lehmen, (pelagischen) Tonen, Bauxiten und Bentoniten gebunden und bis hin zu wirtschaftlich gewinnbaren Lagerstätten, sog. "Ion adsorption type mineral deposits" konzentriert. Da in Bayern solche SEE-Tongestein-Assoziationen a priori nicht auszuschließen und wegen der räumlichen sowie genetischen Nähe vieler Tonlagerstätten zum Kristallin nach o.g. geochemischen Faktoren auch möglich sind, sollten in einem nachfolgenden Teilprojekt die grundsätzlichen Fragen nach möglichem Vorhandensein und ggf. nach der Größenordnung solcher SEE-Ton-Bildungen in bayerischen Tonlagerstätten geklärt werden: Teilprojekt SEE Ib.

Wegen der vergleichsweise guten Resultate der vor genannten Teilprojekte sollten abschließend auch SEE-führende Primärquellen im nordostbayerischen Kristallin lokalisiert und gezielt untersucht werden. Auf Grundlage umfangreicher Akten- und Literaturstudien konnten schließlich zwei höffige Zielgebiete eingegrenzt und diese rohstoffgeologisch bzw. lagerstättenkundlich engräumig auf ihre SEE-Potenziale hin untersucht werden: Teilprojekte SEE II und SEE IV.

Methodik

Je nach Zielgebiet, Größe und Geologie (sedimentäre Lockergesteine sowie Kristallingesteine) mussten entsprechend der Aufgabenstellung eine unterschiedliche Probenanzahl sowie abgestufte Probenmengen im Zuge vieler Geländebefahrungen über- und unter Tage gezogen werden.

Schweretrennung in verschiedenen Scheidetrichtern im Labor

Schwermineral-Konzentrate (Biotit-Gneis) in Probenröhrchen

Nach Auf- und Vorbereitung der Proben, diversen Sieb- und Schlämmschritten, Abtrennung der Schwerminerale im Sink-Schwimm-Verfahren, mineralogischen und geochemischen Untersuchungsschritten und umfangreichen lagerstättenkundlichen Bilanzierungen konnten schließlich höffige Vorkommen ausgewiesen und hier die nutzbaren SEE-Gehalte und Inhalte einzelner Lagerstätten und von Lagerstättenbezirken erarbeitet werden.

Ergebnisse und Wertung

Die Ergebnisse der fünf Teilprojekte reichen von fündig über teilfündig bis nicht fündig. Aussichtsreich erscheinen die sedimentären Lagerstätten Nord- und Südbayerns, wo neben dem unternehmerischen Schwerpunkt der Sand- und Kaolingewinnung SEE-führende Schwermineralanteile als Beifang wirtschaftlich sinnvoll mitgewonnen werden könnten. Von allen weiteren betrachteten SEE-Vorkommen hat nur eines einen Lagerstättencharakter und könnte künftig einen kurzzeitigen und bescheidenen Beitrag zur Primärversorgung leisten.

Letztlich konnte aufgezeigt werden, wie durch nachhaltigen Umgang mit bayerischen Lagerstätten bislang nicht berücksichtigte Potenziale wirtschaftlich mitgenutzt werden könnten und dadurch künftig die Abhängigkeit von politisch instabilen Rohstoffversorgern insgesamt gesenkt werden kann.