Farbpigmente, verschiedene Farben

Cadmium wird für die Produktion von Farbpigmenten benötigt. (Bild: AdobeStock/ pegasosart)

| von Gerd Meyring

Raucher haben im Vergleich zum Rest der Bevölkerung fünf Mal so viel Cadmium im Blut. Im menschlichen Körper löst das silbrig-weiße Metall Krebs aus, führt zu Nierenschäden und Osteoporose. Darauf können Raucher bestimmt verzichten.

Kaum zu ersetzen ist das 1817 vom deutschen Chemiker Friedrich Stromeyer entdeckte Element mit der Ordnungszahl 48 dagegen in der Batterie-, Halbleiter- und Lackproduktion, der Nukleartechnik, als Zusatz zu Legierungen und bei der Herstellung von Photovoltaikmodulen.

Welche Vorteile hat Cadmium?

Cadmium ist genau so weich wie Zinn und lässt sich wie dieses mit dem Messer schneiden. Allerdings ist es dichter als Zinn. Es schmilzt bereits bei 321 Grad Celsius und verdampft bei 765 Grad zu einem gelben Dampf.

 Cadmium hat eine gute elektrische Leitfähigkeit, geht mit Metallen leicht Legierungen ein, hat eine hervorragende Schmierfähigkeit und ist sehr widerstandsfähig gegen galvanische Korrosion – also die Zersetzung zweier Metalle, wenn diese in Salzwasser oder bei hoher Luftfeuchtigkeit Kontakt zueinander haben. Allerdings löst sich das in roten Riesen- sowie Neutronensternen entstehende Element in Schwefel-, Salz- und Salpetersäure auf.

Wie wird Cadmium gewonnen?

Auf der Erde ist Cadmium mit einem Anteil an der Erdkruste von 0,2 Gramm pro Tonne eher selten. Es kommt fast ausschließlich in gebundener Form in Zink- und Bleierzen vor und wird zumeist als Nebenprodukt bei der Zinkschmelze gewonnen.

Breite Lieferantenbasis in aller Welt

Gut 31 Prozent der 2018 weltweit produzierten 26.000 Tonnen Kadmium stammten aus China, ein gutes Fünftel aus Südkorea, acht Prozent aus Japan. Auch Kanada, Kasachstan, Mexiko und Russland sind wichtige Lieferländer. Sie steuern jeweils zwischen vier und sechs Prozent der auf dem Weltmarkt verfügbaren Mengen des Rohstoffs bei.

Unverzichtbarer Werkstoff für die Batterieproduktion

Etwa 83 Prozent des verfügbaren Cadmiums verarbeitet die elektrische Industrie in Nickel-Cadmium-Zellen.

Diese sind überall dort im Einsatz, wo Batterien mit geringem Gewicht und hoher Leistung auch bei großer Hitze oder Kälte über viele Lade- und Entladezyklen hinweg zuverlässig Energie liefern müssen. Das können Starterbatterien in Lokomotiven und Flugzeugtriebwerken sein oder sie spielen bei der Stromversorgung von Signaltechnik entlang von Eisenbahnstrecken eine Rolle

Nickel-Cadmium-Zellen sind für Hersteller aber auch in Smartphones oder Camcordern nach wie vor das bevorzugte elektrische Speichermedium.

Material für besonders glatte Beschichtungen

Die metallverarbeitende Industrie beschichtet mit rund sieben Prozent des verfügbaren Cadmiums Bauteile, um sie vor Korrosion zu schützen.

Mit dem Metall lassen sich aufgrund seiner recht hohen Dichte sehr ebenmäßige Beschichtungen herstellen. Flugzeug-, und Autobauer, die Verteidigungsindustrie sowie Hersteller von Bergwerksausrüstung setzen Cadmium-beschichtete Bolzen und Verbindungselemente ein.

Rund sieben Prozent des weltweit produzierten Cadmiums verarbeitet die chemische Industrie zu Farbpigmenten.

Auch Halbleiterproduzenten,  die Hersteller von Lötwerkstoffen und die Photovoltaikindustrie verarbeiten das Metall.

Cadium macht Kernreaktoren beherrschbar

Weiterer Einsatzbereich: die Nukleartechnik. Da Cadmium Neutronen absorbiert, lassen sich mit Cadmiumstäben die Neutronen einfangen, die bei der Kernspaltung frei werden. So lässt sich mit dem Material die Aktivität eines Reaktors reduzieren.

Einkauf Rohstoff Cadmium

Beschreibung

  • Chemisches Element „Cd“ mit der Ordnungszahl 48.
  • Cadmium ist genauso weich wie Zinn, hat aber eine höhere Dichte.
  • Es schmilzt bei 321 Grad Celsius und verdampft bei 765 Grad.
  • Das Element ist elektrisch leitfähig, hat eine gute Schmierfähigkeit und ist widerstandsfähig gegen galvanische Korrosion.
  • Schwefel-, Salz- und Salpetersäure lösen Cadmium auf.

 

Verwendung

Batterieproduktion (83 Prozent)
Produktion von Farbpigmenten (8 Prozent)
Beschichtungen (7 Prozent)

 

Größte Förderländer von Cadmium

China (31,5 Prozent)
Südkorea (21,5 Prozent)
Japan (8,0 Prozent)
Kanada (6,9 Prozent)
Kasachstan (5,8 Prozent)

 

Vorhandene Reserven

500.000 Tonnen

 

Länder mit den größten Anteilen an den vorhandenen Reserven*

China (18,4 Prozent)
Peru (11,0 Prozent)
Mexiko (9,4 Prozent)
Russland (8,8 Prozent)
Indien (7,0 Prozent)

 

Vorhandene Ressourcen**

k.A.

 

Globale Produktion von Cadmium im Jahr 2018

26.000 Tonnen

 

Statische Reichweite der vorhandenen Reserven

19 Jahre

 

Statische Reichweite der vorhandenen Ressourcen

k.A.

 

Recyclingquote

Nickel-Cadmium-Batterien lassen sich zu 100 Prozent recyceln.

 

Substituierbarkeit

Lithium-Ionen-Batterien sind ein Ersatz für Nickel-Cadmiumzellen. Cadmium-Tellurid-Solarzellen lassen sich durch solche ersetzen, in denen ein Gemisch aus Kupfer, Indium, Gallium und Selenid verwendet wird. In Beschichtungen können Unternehmen statt Cadmium Zink, eine Zink-Nickel-Verbindung, Aluminium oder Zinn verwenden, wenn sie Abstriche bei der Qualität der Beschichtung in Kauf nehmen.

 

Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe, US Geological Survey, Eidgenössisches Department des Inneren

 

*Reserven = aktuell bekannte, mit der vorhandenen Technologie rentabel ausbeutbare Vorkommen

**Ressourcen = aktuell bekannte, aber noch nicht rentabel ausbeutbare Vorkommen