Rohstoffeinkauf: Argon, reaktionsträges Schutzgas

0,005 Gramm, für die es scheinbar keine Erklärung gab, führten die britischen Chemiker Sir William Ramsay und John William Strutt Baron Rayleigh 1894 zur Entdeckung von Argon. Die beiden Wissenschaftler verglichen das Gewicht von aus Nitrit gewonnenem Stickstoff mit solchem, den sie aus der Luft abgeschieden hatten. Bei jeder Wiederholung des Versuchs, wog ein Liter aus der Luft gewonnener Stickstoff 1,255 Gramm, derjenige aus Nitrit dagegen nur 1,25 Gramm. Luft musste also neben Sauerstoff und Stickstoff noch ein weiteres Gas enthalten: Argon.

Das Edelgas mit der Ordnungszahl 18 ist das einzige, das Chemiker durch Berechnungen entdeckt haben. Dabei ist es das elfthäufigste Element im Universum. Ein Kilogramm Materie enthält im Schnitt 170 Milligramm Argon. Mit einem Anteil von knapp einem Prozent kommt das farb- und geruchlose, inerte Gas auch in der Erdatmosphäre häufiger vor als Xenon, Neon oder Helium.

Deshalb stammen die neun Milliarden Kubikmeter Argon, die weltweit jedes Jahr angeboten werden, auch fast zur Gänze aus Luftzerlegungsanlagen. Weltweit sind rund 1.000 solcher Destillen an Stahlwerke angeschlossen. Je mehr Stahl diese herstellen, desto mehr Argon produzieren die Hütten auch. Damit ist der Rohstoff der einzige, der sich regional in ausreichenden Mengen gewinnen lässt. Argon wird daher nicht global gehandelt. Allerdings steht und fällt das Angebot an dem Gas mit der Entwicklung der Weltwirtschaft und ihrem Stahlbedarf.

 Zu Jahresbeginn 2020 kostet ein Liter Argon gut vier Euro und damit knapp ein Drittel mehr als vor fünf Jahren. Allerdings schwankt der Preis für das Gas ebenso wie das Angebot regional stark.

Der Name Argon leitet sich vom griechischen Wort für „träge“ – „argos“ – ab. Denn das Edelgas brennt nicht, reagiert so gut wie nie mit anderen Elementen und hindert auch andere Gase daran, dies zu tun. Diese Eigenschaften machen es zu einem der am häufigsten verwendeten Schutzgase. Beim Schweißen verhindert es, dass Aluminium, Magnesium, Chrom, Vanadium, Silizium, Titan oder Molybdän mit in der Umgebungsluft enthaltenem Sauer- oder Stickstoff reagieren.

Aus dem gleichen Grund nutzt die Stahlindustrie das Element bei der Herstellung von Titan und Aluminium sowie Stahllegierungen. Wird das Gas unter hohem Druck in die Stahlschmelze eingeblasen fördert es zudem deren Durchmischung sowie die Abscheidung von Verunreinigungen wie Kohlenmonoxid, molekularem Stick- und Wasserstoff sowie Calcium oder Magnesium.

Halbleiterhersteller züchten in einer Schutzatmosphäre aus Argon Siliziumeinkristalle. Kleinste Tropfen flüssigen Argons dienen ihnen zur Reinigung fertiger Computerchips. Auch Lebensmittelhersteller nützen das reaktionsträge Edelgas. Als Lebensmittelzusatzstoff E938 verhindert Argon, dass verpackte Nahrungsmittel an der Luft verfaulen oder von Pilzen und Bakterien befallen werden. Auch historisch bedeutsame Dokumente wie die Unabhängigkeitserklärung der USA werden deshalb in Kästen aufbewahrt, die mit Argon gefüllt sind.

Da das Gas Wärme kaum leitet füllen es Fensterproduzenten zudem zwischen Glasscheiben. Das verbessert den Dämmwert der Fenster. Um ihre Anzüge auszutarieren und sich davor zu schützen, zu schnell auszukühlen, nutzen Taucher Argon. Hersteller von Glühlampen erzielen dank der geringen Wärmeleitfähigkeit des Gases höhere Lichtausbeuten. In Argon-gefüllten Glühbirnen verdampft der Glühfaden langsamer. Zugleich lässt sich die Temperatur auf über 2500 Grad steigern. Die Birne strahlt heller und hält länger.

Nicht zuletzt unterstützt Argon beim 3D-Druck die Vermischung und Verdüsung der eingesetzten Titan-, Alu-, Kobalt-, Chrom- und Nickelpulver.

Beschreibung

• Chemisches Element „Ar“ mit der Ordnungszahl 18.
• Argon ist ein farb- und geruchloses Edelgas.
• Es hat eine sehr niedrige Wärmeleitfähigkeit, brennt nicht und reagiert kaum mit anderen Elementen.
• Deshalb ist es das am weitesten verbreitete Schutzgas bei Verarbeitungsprozessen, die unter hohen Temperaturen ablaufen.

Verwendung

• Schweißen
• Stahl-, Titan und Aluminiumherstellung
• Halbleiterfertigung
• 3D-Druck
• Konservierung von Lebensmitteln
• Füllgas für Glühbirnen und Leuchtstoffröhren
• Herstellung von Isolierfenstern

Größte Förderländervon Argon

Fast das komplette weltweit genutzte Argon wird regional in Luftzerlegungsanlagen gewonnen, die meist an Stahlwerke angeschlossen sind.

Vorhandene Ressourcen*

Die Erdatmosphäre enthält knapp ein Prozent Argon. Das Gas ist damit theoretisch fast unbegrenzt vorhanden.

Globale Jahresproduktion von Argon:

9 Milliarden Kubikmeter

Globale jährliche Nachfrage nach Argon:

5 Milliarden Kubikmeter

Statische Reichweite dervorhandenen Ressourcen

Argon ist theoretisch fast unbegrenzt vorhanden.

Recyclingquote

Argon wird nicht recycelt.

Substituierbarkeit

Argon lässt sich in einigen Anwendungen durch andere Edelgase ersetzen. Diese sind allerdings erheblich teurer.

Quelle: Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe

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