Rhenium mag es besonders heiß

(industrietreff) - Mit einem der höchsten Schmelzpunkte von 3.186 Grad Celsius aller Elemente landet Rhenium auf Platz drei direkt nach dem höchstschmelzenden Metall Wolfram mit 3.422 Grad Celsius und Kohlenstoff (Diamant) mit 3.800 Grad Celsius. Rhenium wurde erst relativ spät entdeckt, was auf seine Seltenheit in der Erdkruste zurückzuführen ist. Biologische Funktionen des Rheniums sind nicht bekannt, auch kein Vorkommen im menschlichen Organismus. Rhenium gilt zudem als Arbeits hygienisch unbedenklich.



Der Name leitet sich vom Rhein ab, warum?



"Die Geschichte um die Entdeckung und damit verbundenen Namensgebung fasziniert bis heute", sagt Heinz Muser, geschäftsführender Gesellschafter der doobloo AG, die sich auf Investments im Bereich Seltene Erden und Technologiemetallen spezialisiert hat. Im Jahr 1925 untersuchten Walter Noddack,Ida TackeundOtto Berg das Mineral Columbit. Um die einzelnen Bestandteile zu analysieren, wurde dieses Element im mehrere Teile getrennt. Mithilfe einer Röntgenspektroskopie entdeckten die Wissenschaftler ein unbekanntes Element - das Rhenium. Heinz Muser erklärt, dass der Name Rhenium nach dem Fluss Rhein vergeben wurde. "Dies war im 19. und frühem 20. Jahrhundert übliche Praxis, dass eine Elementnamensvergabe heimatverbunden und patriotisch erfolgte", sagt Muser. Noddack und Tacke nannten das Element nach ihren Heimatgegenden im Rheinland gelegen (lat. Rhenus, dt. Rhein).



Rhenium zählt zu der Gattung der Schwermetalle und ist für überdurchschnittliche Härte und Dichte bekannt. Durch die hohe Dichte und die starke Belastbarkeit ist Rhenium ein wichtiger Bestandteil in modernen Technologien. Heinz Muser erklärt, dass der Anteil an Rhenium-Metall zur Verbesserung des Kriech- und Ermüdungsverhaltens der Legierung bei höheren Temperaturen besonders hervorzuheben ist. In der Natur kommt Rhenium nicht alleine vor, sondern ist stets ein Bestandteil anderer Mineralien. Bekannte rheniumhaltige Minerale sind Columbit, Alvit und Gadolinit. Größere Vorkommen befinden sich in Kanada, Nord- und Südamerika. "Aus diesem Grund gehört Rhenium mit zu dem seltensten Element auf dieser Erde, sogar Platin und Gold kommen häufiger vor", sagt Muser.

Vorkommen, Gewinnung und Nachweis



Das Technologiemetall Rhenium wurde bisher überwiegend in den Vereinigten Staaten,KanadaundChile in Verbindung bestimmter Erzarten gefunden. Aus diesem Grund werden für die Gewinnung dieses Edelmetalls Molybdänerzen oder Kupfererzen benötigt. Nach der Trennung der Erze in die einzelnen Bestandteile gibt es drei Methoden, um Rhenium nachzuweisen. Die erste Methode ist Spektroskopie, die in der Chemie, Physik und Astronomie weit verbreitet ist. Bei diesem Verfahren wird anhand der Farbzerlegung von Lichtquellen untersucht, wie elektromagnetische Strahlung und Materie in Wechselwirkung stehen.



Im Fall Rhenium kommt es zu einer fahlgrüneFlammenfärbung. Eine weitere Methode ist die Gravimetrie. In diesem Verfahren beruht die Messung von Stoffmengen auf der Bestimmung von Massen. Die letzte Methode ist die Massenspektrometrie. Als Ergebnis dieser Methode wird eine grafische Darstellung der Intensität der Ionen in Abhängigkeit des Masse-zu-Ladung-Verhältnisses erreicht.



Raketen- und Flugzeugtriebwerke, Katalysatoren brauchen Rhenium



Rhemiun wird in den häufigsten Fällen nicht als Einzelelement verwendet, sondern als Beimischung einer Vielzahl von Legierungen eingesetzt. Als Beimischung in Legierungen wie den Nickel-Superlegierungen eignet es sich für die Herstellung von Turbinenschaufeln für Raketen- und Flugzeugtriebwerke. Dank des hohen Schmelzpunktes findet Rhenium Anwendung in Thermoelementen, Glühdrähten in Lampen und von Anodenplatten von Röntgengeräten. Ein weiterer Verwendungsbereich betrifft die Platin-Rhenium-Katalysatoren, die bei der Erhöhung der Oktanzahl von bleifreiem Benzin einen essenziellen Bestandteil darstellen. "20 Prozent der weltweit produzierten Rheniummenge finden in der Petrochemie in den Katalysatoren Verwendung", erklärt Muser.



Bedarf am Technologiemetall steigt und Verfügbarkeit verknappt sich



Experten aus Industrie und Wirtschaft sehen große Herausforderungen in der Verfügbarkeit von Technologiemetallen wie Rhenium. Heinz Muser gibt zu bedenken, dass wenn ausschließlich die Branche der Flugzeugtechnik betrachtet wird, es in den nächsten Jahren schwierig wird, mit den jetzigen Beständen die Nachfrage nach Rhenium zu decken. In den Grundlagen der Ökonomie wird immer wieder erwähnt, dass Angebot und Nachfrage den Preis bestimmen. "In Bezug auf Rhenium bedeutet dies, dass die Preise für dieses knappe Gut in Zukunft steigen wird. Dieser Faktor ist gleichermaßen der essenzielle Unterschied zu den Edelmetallen. Edelmetalle wie zum Beispiel Platin oder Gold fungieren in erster Linie als Wertspeicher, Rhenium ist aufgrund seiner chemischen Eigenschaften in der Technologie etabliert und dient dem Verbrauch", so Muser.



Rohstoffe wie Technologiemetalle werden in fast allen technologischen Entwicklungen verarbeitet. "Zudem steigt der Technologiekonsum, weil die Entwicklung vieler Schwellenländer zu Industrieländern fortschreitet und dies wiederum den Bedarf steigert. Nicht vergessen werden darf, dass die Rohstoffvorräte endlich sind", so Muser.



Nach Schätzungen der Deutschen Rohstoffagentur (DERA) werden 2035 ca. 120 Tonnen Rhenium benötigt, um allein die Nachfrage der Flugzeughersteller zu bedienen. Diese Summe entspricht mehr als das Doppelte der derzeitigen Produktion. "Prognosen zur Entwicklung der Märkte rund um Technologiemetalle wie Rhenium sind schwierig, nur eins ist sicher - Recycling sollte eine wesentlichere Rolle in der Zukunft darstellen, um so lange wie möglich von diesem knappen Gut zu profitieren", ist Heinz Muser überzeugt.





V.i.S.d.P.:

Dr. Peter Riedi

Volkswirt & Edelmetallexperte

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Datum: 18.06.2023 - 14:05 Uhr
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