Rohstoff Zink – Unverzichtbarer Korrosionsschutz
25.09.2017

Rohstoff Zink – Unverzichtbarer Korrosionsschutz

Unbemerkt schützt der Rohstoff Zink unter dem Lack die Karosserie unserer Autos vor Rost. Doch das silbrig-weiße Leichtmetall ist nicht nur als Korrosionsschutz unersetzbar.

Löcher in Türen und Kotflügeln, Bodenbleche, durch die der Schraubenzieher des TüV-Ingenieurs hindurchsticht wie durch Butter: Rost! Beendete Korrosion das Leben von Pkw früher mindestens ebenso häufig wie Kolbenfraß, so sind zerfressene Schweller und rot-braune Roststreifen unter Fensterdichtungen und Türschlössern dank verzinkter Karrosserien heute weitestgehend aus dem Straßenbild verschwunden. Zink überzieht sich in feuchter Luft mit einer bläulichen Schicht aus Zinkoxid und Zinkkarbonat. Diese schützt die darunter liegende Schicht des silbrig-weißen Metalls ebenso wie das damit überzogene Eisen vor Korrosion. Gut ein Drittel des jedes Jahr in Deutschland verarbeiteten Zinks setzt die Stahlindustrie deshalb ein, um ihre Erzeugnisse vor Rost zu schützen.

Rohstoff Zink verzinken

Jeder Pkw enthält gut 10 Kilogramm Zink

Da Zink sehr weich ist, lässt es sich zudem ausgezeichnet gießen und bereits bei Temperaturen zwischen 100 und 150 Grad Celsius zu Drähten und Bändern ausziehen. Die Metallindustrie verarbeitet daher weitere knapp 23 Prozent des nach Deutschland importierten Zinks zu Halbzeugen und Zinkgusslegierungen. Durch seine hohe Festigkeit bei einem gleichzeitig sehr geringen Gewicht, ist das Metall der ideale Werkstoff zur Herstellung von Druckgussleichtbauteilen. Diese ersetzen beispielsweise in der Automobilindustrie zunehmend Komponenten, die früher aus mehreren Teilen montiert wurden und deshalb erheblich schwerer waren. Ein durchschnittlicher Pkw enthält deshalb nach Angaben der International Zinc Association heute gut zehn Kilo Zink – davon drei Kilo als Korrosionsschutz, 4,9 Kilogram in Form von Druckgussteilen, den Rest als Zusatzstoffe im Lack oder Reifengummi.

Auch die Bauindustrie kann auf Halbzeuge und Druckgussteile aus dem Metall nicht verzichten. So deckt sie etwa mit Titanzink-Blechen Dächer und verkleidet Fassaden. Außerdem verbauen Architekten feuerverzinkten Stahl als Balkongitter oder Treppengeländer sowie Zinkdruckgussteile als Türgriffe oder Fensterscharniere.

Zink schützt Gummireifen vor Alterung

Darüber hinaus wird gut ein Viertel des jedes Jahr nach Deutschland importierten Zinks in einem Verhältnis von eins zu drei mit Kupfer zu Messing legiert. Etwa elf Prozent der Einfuhren verbraucht chemische Industrie in Form von Zinkoxid, Zinkpulver oder –staub bei der Herstellung von Farbpigmenten oder als Zusatzstoff für Kunststoffe und Gummis. In Reifen puffert Zink die bei der Alterung des Gummis entstehenden sauren Abbauprodukte und wirkt so als Alterungsschutzmittel.

Da Zink zudem ein lebenswichtiges Spurenelement für Menschen, Tiere und Pflanzen ist, setzen es die pharmazeutische und chemische Industrie auch in Medikamenten und Düngemitteln ein.

Künftig könnte das Metall auch bei der Produktion von Akkus eine größte Rolle spielen. Denn Nickel-Zink-Akkus sind weniger feuer- und explosionsgefährdet und erheblich leichter als Lithium-Ionen-Speicher. Ein Nickel-Zink-Akku, der so viel Strom zur Verfügung stellt, wie das Elektromobil Nissan Leaf bei der vom Hersteller angegebenen Reichweite von 250 Kilometern braucht, wiegt etwa 100 Kilogramm weniger als eine herkömmliche Lithium-Ionen-Batterie.

Zunehmend kritische Versorgungssituation lässt Zinkpreis steigen

Bei der Bedeutung, die Zink somit für eine Vielzahl von Branchen hat, verwundert die jüngste Entwicklung des Preises für den Rohstoff nicht. Eine Tonne Zink kostet mit 3082 Dollar an der Londoner Metallbörse LME heute über 60 Prozent mehr als noch vor drei Jahren.

Diese Rally bringt auch zum Ausdruck, dass die Versorgung der Weltwirtschaft mit Zink zunehmend kritischer wird, so Experten der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR). Das Metall ist mit einem durchschnittlichen Gehalt von 70 Milligramm pro Kilogramm zwar eines der häufigsten natürlichen Elemente in der Erdkruste. In manchen Gegenden der Welt liegt der Zinkanteil an der Erdkruste sogar bei fünf bis 15 Prozent. Allerdings fördern Staaten mit einem hohen länderspezifischen Risiko wie China, Indien oder Peru den Großteil des weltweit angebotenen Zinks.

So bringt allein die Volksrepublik China gut 36 Prozent der weltweiten Jahresförderung von 13,4 Millionen Tonnen Zink zu Tage. Weitere 11,8 Prozent des Angebots stammen aus Australien, 10,2 Prozent aus Peru, 6,3 Prozent aus den USA und 6,2 Prozent aus Indien. Mehr als zwei Drittel des jedes Jahr abgebauten Zinks stammen somit aus nur fünf Staaten. Ähnlich groß ist die Konzentration bei den Bergbaukonzernen, die das Metall abbauen. Fast zwei Drittel der weltweiten Jahresförderung erfolgen in den Minen von nur drei Anbietern. Dabei sind die Schweizer Glencore Plc und Vedanta Ressources aus Großbritannien die größten Zink abbauenden Konzernen nach den staatlichen chinesischen Bergwerken.

Reserven nehmen trotz Zinkabbaus zu

Trotz dieser kritischen Länder- und Anbieterkonzentration müssen Einkäufer nicht befürchten, dass sie eines Tages kein Zink mehr beschaffen können. Denn die 220 Millionen Tonnen derzeit nachgewiesenen globalen Reserven an dem Metall reichen beim heutigen Verbrauch noch für gut 18 Jahre. Die derzeit noch nicht wirtschaftlich abbaubaren Ressourcen wären sogar erst in 159 Jahren erschöpft. Da der Zinkgehalt in der Erdkruste jedoch so hoch ist, hat sich die Reichweite der Zinkreserven seit den sechziger Jahren nicht verringert. Angaben der BGR zufolge sind diese vielmehr parallel zur globalen Bergwerksförderung seit 1988 um fast 70 Prozent gestiegen. Die Förderung des Rohstoffs konnte somit mit der steigenden Nachfrage bislang mithalten.

Auch finden sich diese Vorkommen nicht nur in den Ländern, die heute den Großteil des weltweiten Angebots an Zink fördern. Neben China, Australien, den USA, Indien und Peru verfügen auch Kanada, Südafrika, Thailand, Brasilien, Mexiko, Schweden und Irland über große Zinklagerstätten. Selbst in Deutschland findet sich das Metall. Allerdings haben die deutschen Bergwerksbetreiber ihre Minen in Ramsbeck im Sauerland, Rammelsberg im Harz und Stolberg im Rheinland bereits in den neunziger Jahren stillgelegt.

Doch selbst wenn alle anderen Staaten deutsche Unternehmen nicht mehr mit Zink beliefern würden, bräuchten Einkäufer hierzulande nicht zu befürchten, dass sie den Rohstoff nicht mehr beschaffen können. Denn mit 80 bis 95 Prozent ist die Recyclingquote von Zink erheblich höher als bei den meisten anderen Werkstoffen. Auch lässt sich das Metall etwa durch Kunstoffwerkstoffe, Aluminium- oder Magnesiumlegierungen in vielen Bereichen ersetzen.

Zusammenfassung Rohstoff Zink
Beschreibung: · chemisches Element ‚Zn‘ mit der Ordnungszahl 30
· Zink ist ein weiches, silbrig-weißes Metall, das sich bei Temperaturen zwischen 100 und 150 Grad Celsius gut dehnen und formen lässt
· Da es bereits bei 419 Grad Celsius schmilzt, sehr fest und gleichzeitig bei einer Dichte von nur 7,14 Gramm pro Kubikzentimeter extrem leicht ist, ist es zudem ein idealer Werkstoff für Druckgussanwendungen
· Zink überzieht sich in der Atmosphäre mit einer schützenden Schicht aus Zinkoxid und –karbonat, so dass es andere Elemente vor Korrosion schützen kann
Verwendung (einzelne Anteile unbekannt): · Korrosionsschutz von Stahl (34,4%)
· Herstellung von Messing (25,9%)
· Halbzeuge sowie Zinkdruckguss (22,6%)
· Zusatzstoffe in der chemischen und pharmazeutischen Industrie (11%)
Größte Förderländer von Zink: · China (36,6%)
· Australien (11,8%)
· Peru (10,2%)
Größte zinkfördernde Unternehmen : · Chinesische Minenbetreiber (43,7%)
· Glencore Plc (11,6%)
· Vedanta Ressources Plc (8,6%)
· Teck Ressources Ltd. (5,1%)
· Votorantim SA Industrias (3,4%)
Vorhandene Reserven*: 220 Mio. Tonnen
Vorhandene Ressourcen**: 1900 Mio. Tonnen
Statistische Reichweite der Reserven: 18 Jahre
Statistische Reichweite der Ressourcen: 159 Jahre
Recyclingquote: 80 bis 95 Prozent
Substituierbarkeit:· In vielen Bereichen lässt sich Zink durch Aluminium, Magnesium sowie Kunststoffwerkstoffe ersetzen.
Jahresproduktion von Zink 2016 weltweit: 11,9 Mio. Tonnen

Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, US Geological Survey, GFMS Platinum and Palladium Survey 2015

*Reserven = aktuell bekannte, mit der vorhandenen Technologie rentabel ausbeutbare Vorkommen
**Ressourcen = aktuell bekannte, aber noch nicht rentabel ausbeutbare Vorkommen

 

Bild: Björn Wylezich/Fotolia.de (Teaser),Ioraks/Shutterstock.com (Aufmacher)

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