Tantal-Bergbau: Was, wo und wie
Tantal ist ein seltenes, widerstandsfähiges Metall, das einen hohen Schmelzpunkt hat, korrosionsbeständig und ein guter Leiter ist - Eigenschaften, die es für die Verwendung in Kondensatoren, Halbleitern und Legierungen für die Luft- und Raumfahrt unverzichtbar machen. Aber woher kommt es, und wie wird es gewonnen? Dieser Beitrag gibt Antworten auf vier grundlegende Fragen: Was ist Tantal? Wo wird es abgebaut? Wie wird es abgebaut und verarbeitet? Und was sind die ökologischen und ethischen Folgen des Tantalabbaus?
Was ist Tantal?
Tantal (Ta, Ordnungszahl 73) ist ein Übergangsmetall mit hoher Hitze- und chemischer Korrosionsbeständigkeit und einem hohen Schmelzpunkt (3.017 °C). Tantal wird als Pulver oder Draht verwendet, und etwa 60-70 % der weltweiten Produktion werden für Tantalkondensatoren verbraucht - wichtige Komponenten in Smartphones, Laptops und in der Automobilelektronik.
Tantal ist chemisch ähnlich wie Niob und kommt in der Natur immer zusammen mit Niob vor. Zwar werden beide in Hochleistungslegierungen und in der Elektronik verwendet, aber Tantal ist wertvoller und seltener.
Wie viele Arten von Tantal-Erzen gibt es?
Tantal kommt in der Natur nicht in reiner metallischer Form vor. Stattdessen ist es in einer Vielzahl von Mineralien enthalten, vor allem in
- Coltan - eine verkürzte Form von Columbit-Tantalit, dem wirtschaftlich wertvollsten Erz.
- Tantalit - Tantal-vorherrschendes Endglied der Coltangruppe.
- Mikrolith, Wodginit und andere - weniger verbreitete Quellen, die in bestimmten Regionen abgebaut werden.
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Wo wird Tantal abgebaut?
Die weltweite Tantalproduktion ist auf mehrere Länder konzentriert. Historisch gesehen und gemäß den Trends in der Branche sind Ruanda, die Demokratische Republik Kongo (DRC), Brasilien, Nigeria und Australien in der Regel führend bei der weltweiten Versorgung, sei es durch handwerkliche Produktion, industrielle Produktion oder als Nebenprodukt der Zinnproduktion.
1. Ruanda - ~950 Metrische Tonnen
Ruanda war in den letzten Jahren der weltweit führende Tantalproduzent mit einem Anteil von etwa 50 % am weltweiten Angebot. Der größte Teil der Produktion stammt aus handwerklichen und kleinen Minen, doch hat das Land im Rahmen von Programmen wie der International Tin Supply Chain Initiative (ITSCI) eine hohe Rückverfolgbarkeit und verantwortungsvolle Beschaffung erreicht. Ruanda exportierte im Jahr 2023 rund 950 Tonnen Tantalkonzentrat und ist damit nach wie vor führend auf dem internationalen Markt.
2. Demokratische Republik Kongo (DRC) - ~400 Tonnen
Die Demokratische Republik Kongo ist nach wie vor eine wichtige Quelle für Coltan, das Mineral, aus dem Tantal gewonnen wird. Im Jahr 2023 produzierte das Land schätzungsweise 400 Tonnen Tantal, hauptsächlich im handwerklichen Bergbau in den östlichen Provinzen. Aufgrund seines Ressourcenreichtums ist der Bergbausektor der DRK nach wie vor mit Problemen der Konfliktfinanzierung, des Schmuggels und des Arbeitsmissbrauchs konfrontiert. Dennoch gibt es inzwischen zertifizierte Lieferketten, die Tantal aus zertifizierten konfliktfreien Zonen anbieten.
3. Brasilien - ~300 Metrische Tonnen
Brasilien ist ein langjähriger Produzent von Tantal, wobei der größte Teil der Produktion aus industriellen Betrieben in Minas Gerais und Paraíba stammt. Im Jahr 2023 produzierte Brasilien schätzungsweise 300 Tonnen Tantalkonzentrat. Tantal aus Brasilien wird häufig als Nebenprodukt von Zinn- und Niobbetrieben abgebaut, was den Vorteil hat, dass das Land über eine etablierte Infrastruktur für die Mineralverarbeitung verfügt.
4. Nigeria - ~250 Tonnen
Nigeria, an das man normalerweise nicht denkt, ist tatsächlich einer der größten Tantalproduzenten, der in den letzten Jahren durchschnittlich 250 metrische Tonnen produzierte. Nigeria verfügt über ausgedehnte Pegmatitgürtel, die sich insbesondere über Staaten wie Kogi und Nasarawa erstrecken. Die Produktion erfolgt größtenteils handwerklich und informell, aber die Regierung ist dabei, den Sektor zu formalisieren und zu regulieren, was zu einer Steigerung der Produktion und Transparenz führen kann.
5. Australien - ~100-150 Tonnen
Australien war einst der größte Tantalproduzent der Welt, mit bedeutenden Betrieben in Greenbushes und Wodgina. Während die Produktion in den späten 2010er Jahren aufgrund eines Überangebots auf dem Markt und der Schließung von Projekten einbrach, wurde die Produktion in den letzten Jahren wieder aufgenommen. Die Produktion im Jahr 2023 wird auf 100 bis 150 Tonnen geschätzt, wobei die Möglichkeit besteht, die Produktion zu erhöhen, da die weltweite Nachfrage nach ethisch einwandfreiem Tantal steigt. Australien hat den Vorteil einer stabilen Regierungsführung, hochwertiger Erze und einer fortschrittlichen Bergbauinfrastruktur.
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Wie wird Tantal abgebaut und veredelt?
--Handwerklicher und kleinbäuerlicher Bergbau (ASM)
Ein beträchtlicher Teil des Tantals in Zentralafrika wird im handwerklichen Bergbau abgebaut. Die Bergleute nutzen körperliche Arbeit und einfache Geräte, um coltanhaltiges Erz aus Flussbetten oder dem Boden zu schürfen. Der handwerkliche Bergbau bietet Tausenden von Menschen eine Lebensgrundlage, ist jedoch häufig informell und mit begrenzten Sicherheitsmaßnahmen und Umweltkontrollen verbunden.
-industrieller Bergbau
In Australien und Brasilien wird Tantal im großen Stil im Untertagebau oder im Tagebau abgebaut. In diesen Minen werden fortschrittliche Maschinen, Bohrungen und kontrollierte Sprengungen für einen effektiven Erzabbau eingesetzt. Der industrielle Abbau bietet einen höheren Reinheitsgrad und eine gleichbleibende Qualität des Produkts sowie eine bessere Kontrolle der Arbeits- und Umweltbedingungen.
Nach dem Abbau werden die Tantalerze in einer Reihe von Schritten verarbeitet:
- Zerkleinern und Mahlen, um die Größe des Erzes zu reduzieren.
- Schwerkraftabscheidung, um tantalhaltige Mineralien zu konzentrieren.
- Flotation oder magnetische Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen.
- Chemische Verarbeitung (z. B. HF-Laugung), um Tantal von Niob zu trennen.
- Raffination zur Herstellung von Tantalpulver, -oxid oder -blöcken, die in der Elektronik, in Superlegierungen und medizinischen Implantaten verwendet werden.
Was sind die Auswirkungen des Tantalabbaus?
-Konfliktmineralien
Der größte Teil der weltweiten Coltanvorkommen wird in Regionen abgebaut, die von bewaffneten Konflikten geplagt sind, insbesondere in der Demokratischen Republik Kongo. Die Einnahmen aus dem Tantalabbau haben in der Vergangenheit Gewalt finanziert. Als Reaktion darauf verlangt das Dodd-Frank-Gesetz (Abschnitt 1502) von US-Unternehmen, die Beschaffung von Tantal (und anderen Konfliktmineralien) zu melden.
--Menschenrechte und Arbeit
Artisanale Bergleute arbeiten in der Regel unter unsicheren Bedingungen, wobei Berichte über Kinderarbeit, Ausbeutung und schlechte Ausrüstung vorliegen.
-Umweltbelange
Der Abbau und die Verarbeitung von Erzen kann zur Abholzung von Wäldern, zur Wasserverschmutzung und zur gefährlichen Entsorgung von Abraum führen, wenn nicht ordnungsgemäß vorgegangen wird.
-Ethische Beschaffungsprogramme
Organisationen wie die OECD und Initiativen wie ITSCI (International Tin Supply Chain Initiative) und RMI (Responsible Minerals Initiative) fördern verantwortungsvolle Beschaffung und Transparenz durch Rückverfolgbarkeitsprüfungen und Zertifizierungsprogramme.
Fazit
Tantal ist ein kleiner, aber lebenswichtiger Bestandteil der modernen Elektronik- und Hightech-Produktion. Der Tantalabbau ist jedoch mit ethischen, ökologischen und geopolitischen Risiken behaftet. Da die Nachfrage steigt, sind Bemühungen um eine verantwortungsvolle Tantalgewinnung - von großindustriellen Betrieben über zertifizierte handwerkliche Minen bis hin zum Recycling - von zentraler Bedeutung für den Aufbau einer sicheren und nachhaltigen Zukunft. Weitere Tantalprodukte und technische Unterstützung finden Sie bei Stanford Advanced Materials (SAM).
Referenz:
[1] Zhenyu YANG, Jiangqi ZHU, Xingchen YAN. 3D-Druck von medizinischen Metallmaterialien aus Tantal[J]. Metal World, 2023(6): 16-23. DOI: 10.3969/j.issn.1000-6826.2023.10.0885
[2] Tantal. (2025, 15. Juni). In Wikipedia. https://en.wikipedia.org/wiki/Tantalum