Die Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) hat eine neue Kurzstudie zur Gewinnung von seltenen Erden mithilfe von Monazit aus Schwermineralsanden veröffentlicht. Das Seltenerd-Phosphat Monazit gehört neben Xenotim und Bastnäsit zu den wichtigsten Ausgangsmineralen zur Förderung von Seltenen Erden. Monazit könnte laut der deutschen Rohstoffbehörde für die Versorgung der Weltwirtschaft mit Seltenen Erden zunehmend eine größere Rolle einnehmen.
Monazit aus Schwermineralsanden
Monazit ist ein häufiges Nebenprodukt beim Abbau von Schwermineralsanden. Diese Erzlagerstätten befinden sich an Strand-, Dünen- und Flussabschnitten und sind bekannt für ihre Reichhaltigkeit an Titanmetallen, Zirkonium und Wolfram. Laut BGR tritt Monazit meist nur in sehr geringen Konzentrationen auf. Die Anreicherung von Monazit im Aufbereitungsprozess von Schwermineralsanden sei trotzdem „relativ einfach“, so die deutsche Rohstoffbehörde.
Als Quelle von Seltenen Erden trat Monazit vermehrt im Laufe des 20. Jahrhunderts in Erscheinung, vor allem in den USA, Australien, Brasilien, Indien und China. Später entstanden auch Lagerstätten in Südostasien (Thailand, Vietnam) sowie Zentral- und Ostafrika (Kongo, Mosambik, Madagaskar).
Radioaktive Gefahren
Außerhalb Asiens und Afrikas verlor das Schwermineralsand-Verfahren aufgrund der hohen Radioaktivität – durch Uran- und Thorium-Gehalte im Monazit – und der damit verbundenen Umweltauflagen an Relevanz. Uran und Thorium sind die führenden Brennstoffe bei der Stromerzeugung in Atomkraftwerken, wobei Uran den Markt dominiert und Thorium aktuell nur ansatzweise in China ausprobiert wird.
Die Trennung und Verarbeitung der Beiprodukte Uran und Thorium ist technisch anspruchsvoll. Nach Angaben der Internationalen Energieagentur (IEA) nutzt derweil momentan nur Indien das bei der Monazit-Aufbereitung anfallende Uran für das heimische Kernkraftprogramm; China hat ähnliche Pläne.
Chinesische Dominanz bei Monazit und Seltenen Erden
Die strengen Vorschriften für Verarbeitung, Lagerung und Transport behinderten lange Zeit die Entwicklung von Monazit-Projekten außerhalb Chinas. Die Rohkonzentrate werden derzeit überwiegend im Reich der Mitte weiterverarbeitet. Chinesische Firmen importieren mittlerweile auch im großen Stil Monazit-Konzentrat aus Afrika und aus den asiatischen Nachbarstaaten. Zahlen des BGR zufolge wurden 2021 insgesamt rund 45.000 Tonnen Monazit-Konzentrat (überwiegend aus Thoriumerzen) nach China exportiert.
Trotz steigender Nachfrage sind Seltenerd-Metalle knapp und geografisch extrem ungleich verteilt. Derzeit stammen rund 90 Prozent der in Europa benötigten Seltenen Erden aus China und laut US Geological Survey hat das Reich der Mitte bei einer jährlichen Abbaumenge von rund 240.000 Tonnen einen Weltmarktanteil von knapp 70 Prozent. Außerdem dominieren chinesische Firmen die Weiterverarbeitungsketten.
Um diese Abhängigkeit zu verringern, suchen Länder intensiv nach eigenen neuen Vorkommen. Europa spielt derzeit beim Abbau Seltener Erden fast keine Rolle. Unter den westlichen Staaten haben einzig die USA (43.000 Tonnen pro Jahr) und Australien (18.000 Tonnen) einen signifikanten Anteil.
Monazit-Abbau: Australien strebt nach größerer Rolle
In den vergangenen zwei Jahrzehnten wurden wieder größere Mengen Monazit aus Schwermineralsanden abgetrennt, um daraus Seltenerdoxide zu extrahieren. Die Knappheit von Seltenen Erden und deren Einstufung als kritische Rohstoffe der elektrisierten und nachhaltigen Zukunftswirtschaft hat maßgeblich zu dieser Entwicklung beigetragen.
Insbesondere in Nordamerika und Australien besteht ein großes Interesse an einer Steigerung der Monazit-Produktion. Laut BGR dürfte Australien zum wichtigsten westlichen Betreiber von solchen Schwermineralsand-Lagerstätten werden. Bekannte Minen-Projekte sind „Cataby“ von der Firma Iluka Resources, „Coburn“ (Strandline Resources) und „Wonnerup South“ (Tronox Holding). In diesen und weiteren australischen Lagerstätten könnten laut BGR perspektivisch knapp 80.000 Tonnen Monazit pro Jahr produziert werden – mit circa 40.000 Tonnen extrahierbaren Seltene Erden, was grob dem doppelten der aktuellen Fördermenge in Down Under entspricht.
Seltene Erden unabdingbar für Energiewende
Als Seltene Erden werden eine Gruppe von seltenen Metallen bezeichnet, die in zahlreichen modernen Technologien, unter anderem Elektrobatterien, Halbleitern, Displays, Solarzellen und Windrädern verbaut werden. Eine ausreichende Verfügbarkeit an seltenen Erden ist entscheidend für Digitalindustrie und Energiewende.
Sie werden vorwiegend als Nebenprodukt bei der Gewinnung anderer, stärker konzentriert vorliegender Metalle wie Zirkonium, Rutil, Ilmenit und Tantal und aus deren Erzen abgebaut. Der Begriff „selten“ kann für etwas Verwirrung sorgen, denn selbst die seltensten Elemente dieser Metallgruppe sind grob hundertmal häufiger auf der Erde vorhanden als etwa Gold, aber eben viel seltener als Industriemetalle wie Nickel, Kupfer, Zinn oder Indium.
