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Als Sel­te­ne Er­den wer­den die che­mi­schen Ele­men­te der 3. Grup­pe des Pe­rio­den­sys­tems (Scan­di­um Z=21), Yt­tri­um (Z=39), Lant­han (Z=57)(2) - mit Aus­nah­me von Ac­ti­ni­um und La­w­ren­ci­um) und die Lant­ha­no­i­de(1) (Z = 58 - 71) be­zeich­net – ins­ge­s­amt al­so 17 Ele­men­te. Nach den De­fini­tio­nen der an­or­ga­ni­schen No­me ... mehrAls Seltene Erden werden die chemischen Elemente der 3. Gruppe des Periodensystems (Scandium Z=21), Yttrium (Z=39), Lanthan (Z=57)(2) - mit Ausnahme von Actinium und Lawrencium) und die Lanthanoide(1) (Z = 58 - 71) bezeichnet – insgesamt also 17 Elemente. Nach den Definitionen der anorganischen Nomenklatur heißt diese Gruppe chemisch ähnlicher Elemente Metalle der Seltenen Erden. Mit Ausnahme von Promethium kommen viele der Seltenen Erden in der Natur vergesellschaftet vor, wobei die wichtigsten in den Mineralien Allanit, Bastnäsit, Betafit, Gadolinit, Monazit, Pyrochlor und Thorit vertreten sind.

Seltene Erden - an diesem Begriff stimmt eigentlich nichts: Erstens handelt es sich um chemische Elemente in Form von Metallen und keine "Erden" und zweitens finden sich diese Elemente fast überall in der Erdkruste. Selten sind jedoch wirtschaftlich auszubeutende Vorkommen, bei denen die Konzentration über einem Prozent liegt. Lesen Sie weiter in diesem Portrait verfasst von Peter Seroka.
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Geo­lo­gi­sches Por­trait - Ver­wit­te­rung und Ero­si­onUnter Verwitterung versteht man exogene geodynamische Prozesse an der nahen Erdoberfläche, die zum Zerfall und zur Zersetzung von Mineralien und Gesteinen führen, wobei unter allmählichem Verlust von Bestandteilen die Konsistenz und Form des Minerals oder Gesteins zerstört wird. Die Gesteinszerstörung ist Folge physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse, welche sowohl räumlich als auch zeitlich eng miteinander verknüpft sind. Der eigentliche Gesteinszerfall ist ein Produkt unterschiedlicher physikalischer Prozesse, wobei Wasser, Wind und Temperatur die wichtigsten Verwitterungsverursacher sind. Chemische Prozesse führen zu Um- und Neubildung von Gesteinen, wobei die Mineralien in gelöste Stoffe überführt werden. Die wichtigsten Einflussfaktoren der Verwitterungsintensität sind das Klima, die Verwitterungsarten, der Mineralbestand der Gesteine und der Zeitpunkt der Heraushebung der Gesteine an die Oberfläche. Ein besonderes Merkmal ist, dass Verwitterungsprozesse nur bei Gesteinen in situ stattfinden, wobei kein Transport stattfindet. Verwitterung bei Salzen ist das Austreten von Kristallwasser bei gewöhnlicher oder höherer Temperatur, wobei in der Regel der Kristall zerfällt.

Auf die Verwitterung folgt die flächenhaft wirkende Abtragung (Denudation). Erosion ist die Abtragung, der Transport und die Verlagerung von Gesteinen durch Fließgewässer, durch Meeresbrandungen, durch Niederschläge und durch Gletscher. Die wichtigsten Erosionsprozesse sind die Abtragung durch fließendes Wasser (welches Einschnitte, Vertiefung und Verbreiterung von Flussbetten bewirkt), durch fluviatilen Transport (Verlagerung von Material), durch abfließendes Regenwasser oder auch durch Sickerwasser; durch Wind (aeolischer Transport), Deflation (Ausblasung verwitterten Materials in ariden gebieten), Abtragung durch Meeresbrandungen (marine Erosion oder Abrasion), durch starke Niederschläge (Abspülung) und durch Gletscher, welche die Oberfläche durch ihr großes Gewicht und das mitgeführte Gesteinsmaterial zerstören. Bei der Erosion findet im Gegensatz zur Verwitterung ein Transport statt.
Un­ter Ver­wit­te­rung ver­steht man exo­ge­ne geo­dy­na­mi­sche Pro­zes­se an der na­hen Erd­ober­fläche, die zum Zer­fall und zur Zer­set­zung von Mi­ne­ra­li­en und Ge­stei­nen füh­ren, wo­bei un­ter all­mäh­li­chem Ver­lust von Be­stand­tei­len die Kon­sis­tenz und Form des Mi­ne­rals oder Ge­steins zer­stört wird. Die Ge­steins­zer­störu ... mehrUnter Verwitterung versteht man exogene geodynamische Prozesse an der nahen Erdoberfläche, die zum Zerfall und zur Zersetzung von Mineralien und Gesteinen führen, wobei unter allmählichem Verlust von Bestandteilen die Konsistenz und Form des Minerals oder Gesteins zerstört wird. Die Gesteinszerstörung ist Folge physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse, welche sowohl räumlich als auch zeitlich eng miteinander verknüpft sind. Der eigentliche Gesteinszerfall ist ein Produkt unterschiedlicher physikalischer Prozesse, wobei Wasser, Wind und Temperatur die wichtigsten Verwitterungsverursacher sind. Chemische Prozesse führen zu Um- und Neubildung von Gesteinen, wobei die Mineralien in gelöste Stoffe überführt werden. Die wichtigsten Einflussfaktoren der Verwitterungsintensität sind das Klima, die Verwitterungsarten, der Mineralbestand der Gesteine und der Zeitpunkt der Heraushebung der Gesteine an die Oberfläche. Ein besonderes Merkmal ist, dass Verwitterungsprozesse nur bei Gesteinen in situ stattfinden, wobei kein Transport stattfindet. Verwitterung bei Salzen ist das Austreten von Kristallwasser bei gewöhnlicher oder höherer Temperatur, wobei in der Regel der Kristall zerfällt.

Auf die Verwitterung folgt die flächenhaft wirkende Abtragung (Denudation). Erosion ist die Abtragung, der Transport und die Verlagerung von Gesteinen durch Fließgewässer, durch Meeresbrandungen, durch Niederschläge und durch Gletscher. Die wichtigsten Erosionsprozesse sind die Abtragung durch fließendes Wasser (welches Einschnitte, Vertiefung und Verbreiterung von Flussbetten bewirkt), durch fluviatilen Transport (Verlagerung von Material), durch abfließendes Regenwasser oder auch durch Sickerwasser; durch Wind (aeolischer Transport), Deflation (Ausblasung verwitterten Materials in ariden gebieten), Abtragung durch Meeresbrandungen (marine Erosion oder Abrasion), durch starke Niederschläge (Abspülung) und durch Gletscher, welche die Oberfläche durch ihr großes Gewicht und das mitgeführte Gesteinsmaterial zerstören. Bei der Erosion findet im Gegensatz zur Verwitterung ein Transport statt.
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Es ist nicht mög­lich, ein Ka­pi­tel über das Mi­ne­ral Ga­lenit (hier in der Fol­ge mit sei­nem im­mer noch volk­s­tüm­li­chen Na­men Bl­ei­glanz bzw. Ga­le­na ge­nannt) zu sch­rei­ben, oh­ne auf die Ge­schich­te des Bleis und des Sil­bers ein­zu­ge­hen, zwei der wich­tigs­ten Roh- und Werk­stof­fe der Mensch­heit. Wie lan­ge die M ... mehrEs ist nicht möglich, ein Kapitel über das Mineral Galenit (hier in der Folge mit seinem immer noch volkstümlichen Namen Bleiglanz bzw. Galena genannt) zu schreiben, ohne auf die Geschichte des Bleis und des Silbers einzugehen, zwei der wichtigsten Roh- und Werkstoffe der Menschheit. Wie lange die Menschen schon Bleiglanz als wichtigstes Erz zur Herstellung von Blei verarbeiten, ist nicht bekannt. Da Blei u.a. als Beimengung zu verschiedenen Schmelzen benutzt wurde (z.B. zu Bronzen und beim Salz-Zementationsprozess zur Goldgewinnung), kann man davon ausgehen, dass die Eigenschaften dieses Minerals schon vor 3.000 v.Chr. bekannt waren. Andere Quellen sprechen von einer Geschichte des Bleis, die ca. 7.000 bis 9.000 Jahre v.Chr. zurückgeht.
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Die Me­tall­ge­win­nung durch Erz­lau­gung (we­sent­lich Kup­fer) war schon et­wa 1.000 Jah­re v.Chr. im Mit­tel­meer­raum be­kannt, es gibt je­doch dar­über kaum schrift­li­che Zeug­nis­se. Die im Mit­telal­ter und in der dar­auf­fol­gen­den Re­nais­san­ce be­kann­ten un­ter­schied­li­chen Ver­fah­ren wur­den erst­ma­lig de­tail­liert von G ... mehrDie Metallgewinnung durch Erzlaugung (wesentlich Kupfer) war schon etwa 1.000 Jahre v.Chr. im Mittelmeerraum bekannt, es gibt jedoch darüber kaum schriftliche Zeugnisse. Die im Mittelalter und in der darauffolgenden Renaissance bekannten unterschiedlichen Verfahren wurden erstmalig detailliert von Georg Agricola in seinem 1556 erschienenen Buch "De Re Metallica Libri XII" beschrieben. Seit der Mitte des 18. Jh. wird aus den gigantischen Pyritlagerstätten am Rio Tinto in Südspanien durch mikrobielle Erzlaugung Kupfer gewonnen.

Moderne industrielle mikrobielle Bergbauprozesse sind jedoch relativ neu; sie begannen erst in den späten 1940er Jahren, als man die Rolle von Bakterien bei der Erzlaugung entdeckte. Seither wurden verschiedene chemische und chemisch-biohydrometallurgische (mikrobielle) Verfahren zur Gewinnung von Kupfer und Uran aus minderwertigen oder nicht abbauwürdigen Erzen und von Abraumhalden entwickelt. Die ersten kommerziellen Anwendungen dieser mikrobiellen Verfahren waren in situ-Laugungen von Uran in Canada und Halden-Erzlaugung von Kupfer in den USA. In den 1980er Jahren wurde die erste Anlage zur mikrobiellen Gewinnung von Gold (tank bioleaching plant) in Südafrika eingeweiht... Ein Bericht von Peter Seroka
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Zir­ko­nia, auch be­kannt als Zir­co­nia oder Fianit, be­zeich­net künst­lich her­ge­s­tell­te Ein­kri­s­tal­le aus Zir­co­ni­um(IV)-oxid (che­mi­sche For­mel: ZrO2), die in ih­rer ku­bi­schen Hoch­tem­pe­ra­tur­pha­se sta­bi­li­siert sind. Es han­delt sich da­bei um kein na­tür­lich vor­kom­men­des Mi­ne­ral. Im Jahr 1937 ent­deck­ten die Min ... mehrZirkonia, auch bekannt als Zirconia oder Fianit, bezeichnet künstlich hergestellte Einkristalle aus Zirconium(IV)-oxid (chemische Formel: ZrO2), die in ihrer kubischen Hochtemperaturphase stabilisiert sind. Es handelt sich dabei um kein natürlich vorkommendes Mineral. Im Jahr 1937 entdeckten die Mineralogen M. V. Stackelberg and K. Chudoba das natürliche Vorkommen von kubischem Zirkoniumoxid in Form mikroskopisch kleiner Körnchen in metamiktem Zirkon. Sie interpretierten diese Körnchen als Beiprodukt des Metamiktisierungsprozesse. Beide Mineralogen würdigten das Mineral nicht mit einem eigenen Namen, da ihnen dies damals unwesentlich erschien. Mittels Röntgendiffraktomie konnten sie die Existens des natürlichen Ebenbildes des künstlichen Produktes nachweisen.

Ein Beitrag von Klaus Schäfer
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