China hat nach eigenen Angaben eine weltweit neuartige Anlage zur Gewinnung von Rubidium und Cäsium in Betrieb genommen. Die beiden Metalle werden aus Rückständen der Lithiumproduktion herausgelöst, in denen sie bislang weitgehend ungenutzt blieben.

Die Demonstrationsanlage in der südostchinesischen Provinz Jiangxi erreiche inzwischen eine stabile Produktion, teilte die Chinesische Akademie der Wissenschaften mit. Entwickelt wurde das Verfahren von ihrem Institut für Verfahrenstechnik gemeinsam mit dem chinesischen Lithiumkonzern Ganfeng Lithium und weiteren Partnern.

Die Anlage ist demnach für eine Jahreskapazität von insgesamt 500 Tonnen Rubidium- und Cäsiumverbindungen ausgelegt. Dabei handelt es sich nicht um 500 Tonnen reine Metalle. Produziert werden unter anderem Rubidiumcarbonat und Cäsiumcarbonat. Wie sich die Kapazität auf die beiden Stoffe verteilt, wurde nicht mitgeteilt.

Rohstoffe

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Anlage gewinnt mehr als 95 Prozent der Metalle zurück

Nach Angaben des Projektteams erreichen die gewonnenen Carbonate einen Reinheitsgrad von mehr als 99,9 Prozent. Die Rückgewinnungsquote liege bei über 98 Prozent für Cäsium und bei mehr als 95 Prozent für Rubidium. Erste Produkte würden bereits in kommerziellen Mengen verkauft.

Eine unabhängige Überprüfung der Leistungsdaten liegt bislang nicht vor. Auch die Bezeichnung als weltweit erste industrielle Anlage dieser Art stammt vom chinesischen Projektteam.

Das neue System arbeitet den Angaben zufolge mit 17 geschlossenen Extraktionskolonnen. In ihnen werden die beiden chemisch sehr ähnlichen Metalle schrittweise voneinander getrennt. Eine einzelne Kolonne könne die Leistung von bis zu 15 herkömmlichen Extraktionsstufen erreichen, heißt es in der Mitteilung.

Gegenüber der bisherigen Technik soll das System rund 40 Prozent weniger Lösungsmittel benötigen und die benötigte Stellfläche um mehr als die Hälfte verringern. Da die Kolonnen geschlossen sind, sollen zudem weniger Lösungsmitteldämpfe entweichen und die Brandgefahr sinken.

Warum Rubidium und Cäsium bisher im Abfall landeten

Rubidium und Cäsium zählen chemisch zu den Alkalimetallen. Sie gehören nicht zu den Seltenen Erden, werden wegen ihrer Bedeutung für Hochtechnologien jedoch als kritische Rohstoffe eingestuft. Auch auf der aktuellen US-Liste kritischer Mineralien stehen beide Stoffe.

Rubidium wird unter anderem für hochpräzise Atomuhren, Kommunikationssysteme und Spezialgläser verwendet. Cäsium kommt beispielsweise in der Raumfahrt, der Medizintechnik und als Bestandteil spezieller Flüssigkeiten bei Öl- und Gasbohrungen zum Einsatz. Beide Metalle könnten zudem für Quantencomputer, neuartige Solarzellen und Festkörperbatterien an Bedeutung gewinnen.

Geologisch kommen sie nicht ausschließlich in extrem kleinen Mengen vor. Das Problem ist ihre wirtschaftliche Gewinnung: Rubidium und Cäsium bilden nur selten eigenständige Lagerstätten. Meist sind sie in niedriger Konzentration an Lithiumerze oder Salzlaken gebunden.

Nach Angaben des Projektleiters Wang Yong enthält eine Tonne typisches Lithiumkonzentrat neben etwa 25 Kilogramm Lithiumoxid auch rund 7,8 Kilogramm Rubidiumoxid und 1,8 Kilogramm Cäsiumoxid. Wegen der geringen Konzentration und der schwierigen Trennung landeten große Teile davon bisher in den Rückständen der Lithiumverarbeitung.

Die neue Anlage erschließt damit keine neue Lagerstätte. Sie macht Stoffe nutzbar, die bereits mit dem Lithiumerz gefördert, anschließend aber weggeworfen wurden.

China will seine Abhängigkeit bei Cäsium verringern

Für China ist vor allem die Cäsiumversorgung strategisch interessant. Die wichtigste industriell genutzte Cäsiumquelle ist das Mineral Pollucit. Nach Angaben der South China Morning Post verfügt China bislang über keine wirtschaftlich nutzbare Pollucitmine im eigenen Land.

Der Zugang zu dem Rohstoff ist dennoch teilweise chinesisch kontrolliert. Der Konzern Sinomine besitzt die Tanco-Mine in Kanada und die Bikita-Mine in Simbabwe. Der Betreiber von Tanco bezeichnet beide Standorte als die weltweit einzigen derzeit produzierenden Pollucitminen.

Kann China Cäsium künftig in größerem Umfang aus den Rückständen seiner Lithiumindustrie gewinnen, könnte dies die Abhängigkeit von wenigen Lagerstätten verringern. Zugleich würde ein weiterer Verarbeitungsschritt innerhalb der bereits stark ausgebauten chinesischen Lithiumindustrie entstehen.