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Metalldiversifikation am Beispiel Indium

23.01.2022  |  Dr. Jürgen Müller
1. Einleitung

Die Argumente, die für einen partiellen Tausch von staatlicher Papierwährung in währende Metallwährung sprechen, sind in der Literatur in den vergangenen Jahren hinlänglich diskutiert worden. Weitaus weniger relevante Erörterungen finden sich jedoch zum Thema Technologiemetalle. Speziell im relativ rohstoffarmen Europa ist die Versorgungslage mit essentiell wichtigen Metallen als kritisch zu beurteilen.

Auch die Europäische Kommission ist sich dieser Thematik seit einigen Jahren bewusst. Erstmalig wurde im Rahmen einer Rohstoffinitiative im Jahr 2011 eine Liste von kritischen Rohstoffen erstellt. Diese wird alle drei Jahre aktualisiert, zuletzt im September 2020 [1].

In der Einleitung zu diesem aktuellsten Papier heisst es:

"Metalle, Mineralien und Naturmaterialien gehören zu unserem täglichen Leben. Die wirtschaftlich wichtigsten Rohstoffe mit hohem Versorgungsrisiko werden als kritische Rohstoffe bezeichnet. Kritische Rohstoffe sind von entscheidender Bedeutung für die Funktionsfähigkeit und Integrität zahlreicher industrieller Ökosysteme. Wolfram lässt Telefone vibrieren. Gallium und Indium sind für die Leuchtdiodentechnologie (LED) in Lampen erforderlich. Halbleiter brauchen Siliziummetall. Wasserstoffbrennstoffzellen und Elektrolyseure benötigen Metalle der Platingruppe." [1]

Differenziert man die beiden Gruppen der 17 Seltenen Erden und der 6 Platingruppenmetalle, so stehen von den 80 chemisch stabilen Elementen des Periodensystems derzeit nicht weniger als 41 Elemente auf der kritischen Liste der EU.

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Abb. 1: Matrix aus ökonomische Wichtigkeit und Versorgungsrisiko für verschiedene Elemente und Verbindungen. Quelle: Study on the EU's list of Critical Raw Materials (2020) [2]


Zu diesen 41 reinen Elementen kommen noch die Verbindungen Fluorspar, Bauxit (Aluminium), Naturkautschuk, die Borate (borhaltige Verbindungen), Phosphorite (Düngemittel), Baryt, natürliches Graphit und Kokskohle (Stahlherstellung) hinzu (siehe Abb. 1).

Mit anderen Worten: Für mehr als 50 Prozent der in der EU industriell benötigten Rohstoffe wird die Versorgungslage als kritisch eingestuft. Im Folgenden soll in einem ersten Beispiel das Element Indium auf die Eignung als physisches Investment untersucht werden.


2. Entdeckung

Im Jahr 1863 veröffentlichten die beiden deutschen Chemiker Ferdinand Reich und Theodor Richter im 'Journal für praktische Chemie' einen Artikel mit dem Titel "Vorläufige Notiz über ein neues Metall". In spektroskopischen Untersuchungen fiel den Freiberger Forschern eine indigo-blaue Spektrallinie auf, die bei keinem der bis dahin 60 bekannten Elemente auftrat. Sie schlugen daher vor, das neue Element 'Indium' zu nennen.


3. Eigenschaften

Indium ist mit einer Dichte von 7,31 g/cm3 im Vergleich zu Silber (10,49 g/cm3) oder Gold (19,32 g/cm3) ein leichtes Metall. Es ist so weich, dass mit einem Fingernagel Kerben erzeugt werden können, siehe Abb. 2.

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Abb. 2: Indium Investmentbarren 500g mit einer Reinheit von min. 99,995 Prozent.
Auffallend die mechanischen Verformungen. Quelle: Eigene Aufnahme.


Sein Schmelzpunkt liegt mit 156,6 °C sehr niedrig, seine Siedetemperatur mit 2080 °C jedoch ähnlich hoch wie die von Silber. Selbst unter sehr tiefen Temperaturen von -150 °C und mehr bleibt es form- und dehnbar. Es geht mit den meisten Metallen eine Legierung ein und steigert bereits in geringer Konzentration die Härte und Korrosionsbeständigkeit. Auf ein Glas aufgebracht bildet es ebenfalls eine korrosionsbeständige Oberfläche bei gleichen Reflexionseigenschaften wie Silber.


4. Vorkommen und Gewinnung

Von den 80 stabilen chemischen Elementen in der Erdkruste steht Indium mit 0,25 ppm auf Platz 62, ist also sehr selten (zum Vergleich: Gold 0,004 ppm; Silber 0,075 ppm) [5]. Erschwerend kommt hinzu, dass nur sehr wenige Lagerstätten oder Indium-haltige Minerale bekannt sind, die jedoch für die technische Gewinnung des Metalls keinerlei Bedeutung haben.

Indium wird heute daher ausschließlich als Nebenprodukt bei der Förderung und Verarbeitung von Zink-, Kupfer-, Zinn- oder Bleierzen gewonnen, wobei Zinkerze die mit Abstand wichtigste Quelle darstellen. Die chemisch-elektrolytischen Verfahren zur Gewinnung und Reinigung des Indiums sind dabei sehr aufwendig.


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