Jun26

Mikroben bilden Lagerstätten

Die Lehrmeinung ging bis heute davon aus, dass beispielsweise Uranlagerstätten in Sandsteinen hauptsächlich aus einer kristallinen Form von Uran mit der Wertigkeit IV besteht. Demnach sorgten abiotische, chemische Reaktionen des Gesteins in wässriger Umgebung dafür, dass sich das Uran als kristalline Minerale ablagerte, beispielsweise als Uraninit, UO(Pechblende).

Sandsteingebundene Uran-Lagerstätten findet man in mittel- bis grobkörnigen Sandsteinen in kontinental fluvialer oder marin-sedimentärer Umgebung. Solche Uran-Lagerstätten gibt es weltweit; sie umspannen eine grosse Bandbreite geologischer Zeitalter und machen ca. 18% der weltweiten Uran-Reserven aus. Zu den wichtigsten Lagerstätten-Provinzen gehören das Wyoming-Becken und der Grants District in New Mexico in den USA, Lagerstätten in Zentraleuropa und Kasachstan, sehr potentielle Vorkommen in Australien, der Mongolei, Südamerika und in Afrika.

Uraninit: Chestnut Flats Mine, Spruce Pine, Mitchell County, North Carolina © Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

Uraninit: Chestnut Flats Mine, Spruce Pine, Mitchell County, North Carolina © Rob Lavinsky, iRocks.com – CC-BY-SA-3.0

An der Colorado State University wurden nun Kernproben aus einer sandsteingebundenen Uran-Lagerstätte in Wyoming untersucht. Dabei zeigte sich, dass Uran-IV nicht kristallin, jedoch an organisches Material gebunden, vorhanden ist. Zudem ergab die Analyse des Isotopenverhältnisses, dass dieses Uran durch enzymatische Reduktion gebildet worden war. Man fand DNA-Beweise für Uran-reduzierende Bakterien, darunter Geobacter und Pseudomonas, von denen bereits bekannt ist, dass sie Schwermetalle wie Uran reduzieren und so ihre Energie gewinnen. Ob sie zur Zeit der Entstehung der Lagerstätte an der Bildung der organischen Uranverbindungen mitwirkten oder andere, ähnliche Bakterienarten, bleibt vorerst noch ungeklärt.

Aktuelle Forschungen liefern immer mehr Hinweise, dass Mikroben häufiger an der Entstehung von Erzvorkommen beteiligt sind als lange angenommen. Denn auch für Goldlagerstätten postulieren Forscher inzwischen eine mikrobielle Mithilfe.

Das Bakterium C. metallidurans bildt winzig kleine Gold-Nuggets © American Society for Microbiology

Das Bakterium C. metallidurans fällt winzig kleine Gold-Nuggets aus © American Society for Microbiology

Goldnuggets zum Beispiel beherbergen Bakterien, die biochemische Tricks anwenden, um die Toxizität des Metalls zu umgehen. Mithilfe biochemischer und Genomanalysen entdeckten die Forscher eine Reihe von Genen und einen chemischen Metaboliten, die für die Ausfällung des Goldes verantwortlich waren. Es wurde auch eine Chemikalie isoliert, die das Bakterium dazu braucht, Goldpartikel auszufällen. Die Chemikalie wird Delfibactin genannt.

Die Forscher vermuten, dass die von ihnen identifizierten Gene an der Produktion von Delftibactin beteiligt sind und es ausserhalb der Zelle ableiten. Durch Fällung von Gold kann D. acidovarans das Eindringen des Metalls in seine Zellen in Lösung verhindern. Es ist auch möglich, dass Bakterien andere Mechanismen verwenden um Gold zu entgiften, das seine Zellwände durchbricht.

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Jun19

Was auf den ersten Blick wie ein chemisch-ökologisches Inferno erscheint, ist ein Paradies für Spezialisten. Chemolithoautotrophe Bakterien lieben den Giftcocktail und fühlen sich in Bergbauhalden richtig wohl. Hier verwittert das erzhaltige Gestein und bildet hochtoxische, saure Grubenwässer mit einem hohen Metallgehalt.

Rio Tinto, Spanien: Saurer Bergbauausfluss © gemeinfrei

Rio Tinto, Spanien: Saurer Bergbauausfluss © gemeinfrei

Seit 150 Jahren wird das Verfahren der Flotation eingesetzt um Metalle zu extrahieren. Dazu wird fein gemahlenes Erzgestein mit Wasser vermischt und unter Zusatz von Chemikalien werden die Erzpartikel unterschiedlich benetzbar gemacht. Diese Brühe wird dann aufgeschäumt, so dass sich die Partikel an den Schaumblasen anlagern. Der Kupfergehalt von Roherz z. B. wird so auf etwa 30 % angereichert.

Organismen wie z. B. Thiobacillus ferrooxidans nutzen anorganische Schwefelverbindungen in Gesteinen als Nahrung, mit denen sonst kein Organismus etwas anzufangen weiss, und die zudem hoch toxisch sind.

Bei der Biolaugung oder dem Bioleaching werden unlösliche Metallsulfide biologisch in lösliche Sulfate umgewandelt, wobei das Metall danach aus der Lösung extrahiert wird. Bei der Biooxidation lösen Mikroben das Mineral auf, setzen das Metall frei und bilden Säuren.

Mikroben einzusetzen hat zwei Vorteile: Man saniert die Halde und gewinnt wertvolle Rohstoffe, denn das Metall wird den toxischen Lösungen entzogen. Und was die Ökologen am meisten fürchten, saure Bergbauwässer werden entgiftet.

Mikrobielle Extraktionsmethoden

 

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Mai29

Der Name Pottasche stammt aus der Zeit als Kaliumcarbonat vor allem aus Holzasche, durch Auswaschen mit Wasser bei anschliessendem Eindampfen, hergestellt wurde. Der Gehalt mineralischer Bestandteile der Holzasche liegt bei etwa 85 %, wovon 14–19 % Kaliumcarbonat ist.

Früher gab es den Aschensammler

Diese Leute, es waren die Ärmsten der Armen, zogen von Haus zu Haus und sammelten die Ofen-, Kamin- und Herdaschen ein. Die Inhaltsstoffe der Asche waren schon damals wichtig und kostbar und auch heute ist Asche ein wichtiger Rohstoff.

Die Aufschlämmung von Asche in Wasser führt zu einem pH-Wert von 11,6 und die Lösung wird alkalisch. Kalium ist ein typischer Bestandteil von Landpflanzen. Meerespflanzen oder Pflanzen, die am Meeresstrand wachsen enthalten mehr Natrium als Kalium, deshalb enthält ihre Asche mehr Soda (Natriumcarbonat, Na2CO3). Es gibt sogar Pflanzen, die ihr überschüssiges Natrium als Soda “ausschwitzen”. Ihre Blätter sind mit feinen, glitzernden Kristallen überzogen. Bekannt ist die rotblühende, buschige Barilla, Sodapflanze oder Kristall-Mittagsblume (Mesembryanthemum crystallinum). Mit dieser wurde schwunghaften Handel getrieben.

Sodapflanze - Mesembryanthemum crystallinum, La Geria Region auf Lanzarote © Yummifruitbat, CC BY-SA 2.5

Sodapflanze – Mesembryanthemum crystallinum, La Geria Region auf Lanzarote © Yummifruitbat, CC BY-SA 2.5

Wofür man Pottasche und Kaliumcarbonat benötigt

  • Holzasche wurde früher zum Waschen benutzt. Da spielte der mechanische Effekt der nicht löslichen Holzaschensubstanzen und das alkalische Milieu, das die Fasern aufquellen liess und die Fette herauslöste. Pottasche entwickelt in Wasser ein alkalisches Milieu auf Grunde der Reaktion der Carbonat-Ionen mit Wasser.
  • Die Carbonat-Ionen der Pottasche fällen die Härtebildner Calcium- und Magnesium-Ionen aus, sie sind deshalb ein Wasserenthärter.
  • Mit Pottasche wird Schmierseife hergestellt, dazu kochte man Abfallfette mit der alkalischen Lösung. Die feste Kernseife wird nur mit Soda hergestellt.
  • Kaliumcarbonat ist ein Rohstoff in der Glasherstellung. Allerdings sind diese Kaligläser nicht sehr dauerhaft gegen Umwelteinflüsse. Aus ihnen machte man trotzdem gern die bunten Kirchenfenster, die schnell zerfallen. Zur Verglasung der Orangerie Friedrichs des Grossen in Potsdam benötigte man Pottasche, die aus 50 ha Buchenwald gewonnen wurde.
  • Im weiteren nutzt man Kaliumcarbonat als Stabilisator, Säureregulator, Backtriebmittel und Trockenmittel und wird auch dazu verwendet, aus unmischbaren Komponenten von Wasser und Öl oder Fett eine homogene Mischung zu machen.
  • In der Landwirtschaft wird Kaliumcarbonat als Düngemittel und für die Desinfektion der Stallgebäude genutzt.
  • Die Verwendung als Lebensmittelzusatzstoff E501 ist begrenzt, weil es die Gesundheit schädigen kann.

Vorkommen

Pottasche stand Pate für die englischen Namen potash und potassium, wobei potash diverse mineralische Kaliumsalze einschliesst, z. B. Kaliumchlorid, und also eher Kalisalz bedeutet.

Die grössten Kalisalz Vorkommen liegen in Kanada, Russland, Weissrussland, China, Israel, Deutschland, Chile, USA, Jordanien, Spanien, UK, Usbekistan und Brasilienund in einigen Binnengewässern wie dem Toten Meer oder in der Wüste Lop Nor.

Kalisalz Verdampfungsbecken in der Nähe der Moab, Utah , © Orange Suede Sofa, CC BY-SA 3.0

Kalisalz Verdampfungsbecken in der Nähe der Moab, Utah , © Orange Suede Sofa, CC BY-SA 3.0

Alle abbauwürdigen Kalisalz-Lagerstätten stammen aus Evaporiten. Kalisalz-Erze sind in der Regel reich an Kaliumchlorid (KCl), Natriumchlorid (NaCl) und anderen Salzen und Tonen. Die Kalisalz-Erze werden im konventionellen Schachtabbau gewonnen. Andere Methoden sind der Lösungsbergbau und die Verdampfung der Solen.

Bei der Verdampfungsmethode wird heisses Wasser in das Kali injiziert, welches zuerst gelöst und dann durch Verdampfung an die Oberfläche gepumpt wird. Amin Reagenzien werden dann der Lösung beigegeben. Das Amin beschichtet das KCl, jedoch nicht das NaCl. Luftblasen haften sich ans Amin beschichtete KCl und treibt es an die Oberfläche, während NaCl und Ton auf den Boden sinken. An der Oberfläche wird das Amin beschichtete KCl abgeschöpft, getrocknet und verpackt. Als Kalium-reiches Düngemittel findet es vor allem in der Landwirtschaft Verwendung, wo es für die Pflanzenernährung gebraucht wird.

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Mai01

Viele Leute glauben, dass Diamanten aus der Metamorphose von Kohle entstehen. Die meisten Diamanten, die datiert wurden, sind allerdings viel älter als die ersten Landpflanzen der Erde – das Ausgangsmaterial der Kohle.

Diamanten, die an oder nahe der Erdoberfläche gefunden werden, haben sich durch einen von vier möglichen Prozessen gebildet. © geology.com

Diamanten, die an oder nahe der Erdoberfläche gefunden werden, haben sich durch einen von vier möglichen Prozessen gebildet. © geology.com

Diamanten bilden sich im Erdmantel

Die Bildung natürlicher Diamanten erfordert sehr hohe Temperaturen und Drücke. Diese Bedingungen treten etwa 150 Kilometer unter der Oberfläche in begrenzten Zonen des Erdmantels auf, wo Temperaturen mindestens 1050 ºC sind. Man geht davon aus, dass die für die Diamantbildung und Diamantstabilität kritische Temperatur-Druck-Umgebung ausschliesslich unter den stabilen Kontinentalplatten vorhanden ist.

Diamanten, die in diesen Zonen gebildet und gelagert werden, kommen erst durch Vulkanausbrüchen an die Erdoberfläche, Punkt 1 in der Grafik. Diese Art von Förderung durch Vulkanausbruch scheint selten zu sein und wurde bislang noch nie direkt beobachtet.

Die Kohlenstoffquelle für Mantel-Diamanten ist Kohlenstoff, der seit der Entstehung des Planeten im Erdinneren vorhanden ist.

Diamanten bilden sich in Subduktionszonen

Winzige Diamanten wurden in Gesteinen gefunden, von denen man annimmt, dass sie durch plattentektonische Prozesse in den Erdmantel subduziert und wieder an die Oberfläche befördert wurden, Punkt 2 in der Grafik. Die Diamantbildung in einer subduzierenden Platte kann bereits 80 km unterhalb der Oberfläche und bei Temperaturen von bis zu 200 °C ablaufen. In einer Studie wurde festgestellt, dass Diamanten aus Brasilien winzige mineralische Einschlüsse enthalten, die mit der Mineralogie der ozeanischen Kruste übereinstimmen. Andere Diamanten haben Einschlüsse, die darauf hindeuten, dass subduziertes Meerwasser an ihrer Bildung beteiligt war.

Die wahrscheinlichste Kohlenstoffquelle bei Subduktion einer ozeanischen Platte sind Karbonatgesteine ​​wie Kalkstein, Marmor und Dolomit und möglicherweise Partikel von Pflanzenschutt in Offshore-Sedimenten.

Diamanten bilden sich an Impakt-Standorten

Im Laufe der Erdgeschichte kam es wiederholt zu grossen Asteroid-Einschlägen. Dabei werden extreme Temperaturen und Drücke erzeugt. Wenn z. B. ein 10 km grosser Asteroid, der mit 15 bis 20 km/Sek. fliegt, die Erde treffen würde, entstünde durch den Aufprall ein Energieausbruch, der grösser ist als die Energieausbrüche auf der Sonnenoberfläche.

Die hohen Temperatur- und Druckbedingungen eines solchen Aufpralls sind ausreichend, um Diamanten zu bilden. Diese Theorie wird durch die Entdeckung winziger Diamanten um mehrere Einschlagstellen von Asteroiden gestützt, Punkt 3 in der Grafik.

Winzige, submillimeter grosse Diamanten wurden im Meteor-Krater in Arizona gefunden und Industriediamanten mit einer Grösse bis zu 13 mm im Popigai-Krater in Nordsibirien, Russland.

Im Impaktgebiet könnte Kohle vorhanden sein und könnte als Kohlenstoffquelle der Diamanten dienen. Kalkstein, Marmor, Dolomit und andere kohlenstoffhaltige Gesteine ​​sind ebenfalls potenzielle Kohlenstoffquellen.

Diamanten bilden sich im Weltraum

NASA-Forscher haben eine grosse Anzahl von Nano-Diamanten in Meteoriten entdeckt, (Nano = Einheitenvorsatz für den milliardsten Teil). Der Anteil Diamanten in diesen Meteoriten macht etwa 3 % des gesamten vorhandenen Kohlenstoffs aus, Punkt 4 in der Grafik.

Forscher fanden auch eine grosse Anzahl sehr kleiner Diamanten in einer Probe des Allen Hills Meteorits. Man nimmt an, dass Diamanten in Meteoriten im Weltraum durch Hochgeschwindigkeits-Kollisionen entstanden sind, so wie sich Diamanten auf der Erde an Einschlagstellen bilden.

Kohle ist nicht an der Schaffung solcher Diamanten beteiligt. Die Kohlenstoffquelle stammt aus extraterrestrischer Quelle.

Ist nun Kohle an der Entstehung von Diamanten beteiligt?

Man kann festhalten, dass fast jeder terrestrische Diamant, der datiert wurde, im Präkambrium entstanden ist – in der Zeitspanne also zwischen der Entstehung der Erde vor 4’600 Mio. J. und dem Beginn des Kambriums vor 542 Mio. J.. Die frühesten Landpflanzen sind erst vor 450 Mio. J. also fast 100 Mio. J. nach der Bildung aller natürlichen Diamanten der Erde entstanden.

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Apr10

Das Mineral Sepiolith, das man auch unter der Bezeichnung Meerschaum kennt, ist ein eher selten vorkommendes Magnesiumsilikat mit der chemischen Formel Mg2Si3O8·2H2O.

Sepiolith entsteht aus der Verwitterung von Serpentinit unter hydrothermalen Bedingungen und ist, wie z. B. die Tonminerale, ein Schichtsilikat, welches weiter der Gruppe Palygorskit-Sepiolith zugeordnet wird.

→ Beitrag: Ein Zungenbrecher – Palygorskit.

Unbearbeiteter Sepiolith oder Naturmeerschaum, Türkei © http://rlayton.net

Unbearbeiteter Sepiolith oder Naturmeerschaum, Türkei © http://rlayton.net

Eine Meerschaumpfeife, der poetische Schwärmer bezeichnet sie  als “weisse Göttin”, ist eine Pfeife für Mussestunden, die dem Pfeifenraucher höchsten Genuss verschafft.

Meerschaum-Pfeife handgeschnitzt von Sinan Atilla in seiner Istanbul Werkstatt © www.etsy.com/shop/MeerschaumBazaar

Meerschaum-Pfeife handgeschnitzt von Sinan Atilla in seiner Istanbul Werkstatt © www.etsy.com/shop/MeerschaumBazaar

Meerschaum-Arten

Der ursprüngliche Naturmeerschaum stammt aus der Türkei, wo, nahe der anatolischen Stadt Eskişehir, die besten Vorkommen in tertiären Tonerde-Lagerstätten zu finden sind. Er ist dem dichten Talk recht ähnlich. Aus den rohen Meerschaumblöcken werden vor Ort die Pfeifenköpfe produziert, die dann exportiert werden.

Eine weitere Art ist der Amboseli-Meerschaum in Tansania. Er ist einige Millionen Jahre jünger als der Türkische und hat eine graue Tönung. Der afrikanische Meerschaum ist zudem schwerer und dadurch nicht so aufnahmefähig für das beim Rauchen entstehende Kondensat.

Dann gibt es noch den Pressmeerschaum. Er entsteht aus den Resten der Blockmeerschaum-Produktion. Diese “Überbleibsel” werden gewaschen, gemahlen und mit Kalk sowie einem neutralen Bindemittel gemischt, getrocknet und unter Druck wieder zu einem Block zusammengefügt, um dann wie Naturmeerschaum verarbeitet zu werden.

Die besonderen Eigenschaften des Meerschaums

Meerschaum ist eine mineralische Substanz mit vielen kleinen Poren. Diese machen den Meerschaum für Kondensate beim Rauchen sehr aufnahmefähig, wodurch der Einsatz von Filtern unnötig wird. Weil Meerschaum zudem feuerfest ist, besteht für den Raucher einer Meerschaum-Pfeife keine Gefahr, dass sein Pfeifenkopf durchbrennt. Und der neutrale Geschmack seiner Meerschaum-Pfeife eignet sich bestens den Tabak zu beurteilen.

Eine weitere Besonderheit ist die Verfärbung des Pfeifenkopfes durch das Rauchen. Nach der Schnitzarbeit wird die Pfeife in flüssigen Bienenwachs getaucht, was zur Verfärbung des Pfeifenkopfs beim Rauchen führt. Die Farbveränderung kann von hellbeige über gelbbraun bis dunkelrot gehen.

Dass Rauchen tödlich sein kann, wusste man schon früher.

Totenkopf-Meerschaum-Pfeife © Peter Michaelis

Totenkopf-Meerschaum-Pfeife © Peter Michaelis

Ein Menschenschädel aus Meerschaum bildet den Pfeifenkopf einer aus dem 19. Jahrhundert stammenden Meerschaum-Pfeife.
→ Ruhlaer Tabakpfeifenmuseum

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Apr03

Das Gebiet, um welches es im heutigen Beitrag geht, befindet sich küstennah im Süden von Kenia unweit der tansanischen Grenze. Seit den ersten Schürfungen und geologisch/geochemischen Untersuchungen in den 1930-er Jahren bis zum bevorstehenden Abbau, der trotz politischem Seilziehen auf internationaler und grossem Widerstand auf nationaler Ebene in den kommenden Jahren umgesetzt werden wird, sind über 80 Jahre vergangen. Die Niob-Seltene Erden Lagerstätte wird heute mit über 100 Millionen Tonnen veranschlagt bei einem zur Zeit geschätzten Wert von über 100 Milliarden USD. Sie ist weltweit eine der grössten Niob-Reserven mit einer mittleren Anreicherung von 0,65 % Niob-Pentoxid, Nb2O5, die in angereicherten Zonen bis zu 3 % ansteigt. Niob-Pentoxid ist ein farbloses, nicht lösliches Pulver, das durch Hydrolyse und anschliessender Reaktion mit Sauerstoff entsteht.

Im SE von Kenia ragt Mrima Hill 230 m über einer von Quartär-Sedimenten bedeckten Ebene © PAW

Im SE von Kenia ragt Mrima Hill 230 m über einer von Quartär-Sedimenten bedeckten Ebene © PAW

Lokalisation Mrima Hill

Lokalisation Mrima Hill

Lokalisation Mrima Hill

Lokalisation Mrima Hill

Da Mrima Hill ein durch Grabenbruch-Vulkanismus entstandener, verwitterter Karbonatit ist, sind auch bedeutende Mengen der Seltenen Erden vorhanden, die bis zu 5 % angereichert sind. Auch die Seltenen Erden zählen wie Niob zu den begehrten strategischen Metallen unserer hochtechnisierten Gesellschaft. Siehe:

→ Wirtschaftsgeologie, ein Fachgebiet mit polit. Auswirkung
Strategisch wichtige Metalle: Niob, Tantal und die Seltenen Erden
Seltene Erden: Treibstoff der Moderne, Öl der Zukunft?
Am Anfang steht das Gestein

Ein Karbonatit ist immer auch Teil eines grösseren alkalischen Eruptiv- oder Intrusiv-Komplexes. Der Jombo Hill Komplex, unweit vom Mrima Hill entfernt, repräsentiert die frühkristalline Phase dieser intrusiven, alkalinen Magmafolge. Der Karbonatit selbst drang in mesozoische Sandsteine ​​ein und weist heute eine bis 100 m mächtige Verwitterungsschicht auf. Ein bedeutender Effekt der Verwitterung war die Entfernung von Calcit und anderen Carbonaten, die das Volumen des ursprünglichen Karbonatits auf 20 % reduzierte, was zu einer entsprechenden Konzentration witterungsresistenter Begleitminerale, einschliesslich Pyrochlor, geführt hat.

Pyrochlor ist ein Niob-haltiges Mineral aus der Mineralklasse der Oxide und Hydroxide mit der idealisierten chemischen Zusammensetzung Ca2Nb2O7. Durch Substitution lassen sich zahlreiche weitere Elemente in die Kristallstruktur einfügen. So können grosse Mengen an Seltenen Erden, Uran und Thorium eingebaut werden.

Pyrochlor: Mt Malosa, Zomba District, Malawi © Christian Rewitzer, CC BY-SA 3.0

Pyrochlor: Mt Malosa, Zomba District, Malawi © Christian Rewitzer, CC BY-SA 3.0

Mrima Hill – ein heiliger Kaya Wald

Gegen die Ausbeutung der Mineralien regt sich Widerstand, einerseits aus Umweltaspekten aufgrund der hohen in den Mineralen gebunden Radioaktivität, und weil ursprünglicher Küstenwald vernichtet würde.

Andererseits kämpft die angestammte Bevölkerung der Küste Gegen die Zerstörung eines Kulturerbes. Sie verwalten bis heute mit grossem Erfolg eines der merkwürdigsten Welterbestätten: die Überreste  befestigter Dörfer, die von den Mijikenda als heilige Stätten ihrer Vorfahren verehrt werden.

Diese bewaldeten Stätten stammen aus dem 16. Jahrhundert, als eine Migration pastoraler Gemeinschaften aus dem heutigen Somalia zur Entstehung mehrerer Dörfer führte, die rund 200 km durch die tief liegenden Hügel der Provinz führen.

Mrima Hill heiliger Wald © Elias Kimaru / WWF Cymru

Mrima Hill heiliger Wald © Elias Kimaru / WWF Cymru

Nachdem sie Jahrhunderte lang gediehen waren und ihre eigene Sprache und Bräuche entwickelt hatten, begannen die Kayas um das frühe 20. Jahrhundert herum zu zerfallen. Heute, obwohl unbewohnt, werden die Kayas weiterhin als Aufbewahrungsorte für alte Glaubensvorstellungen und Praktiken verehrt. Dank der sorgfältigen Pflege durch die Mijikenda-Leute sind die Haine und Gräber in den Kayas als Reste eines ehemaligen Küstenwaldes erhalten geblieben.

Während Immobilienentwickler und Ressourcenforscher diese uralten ökologischen und kulturellen Hotspots ins Visier nehmen, machen sich die Einheimischen auf den Weg zu einer Auseinandersetzung mit dem, was die Weltbank als eine der am schnellsten wachsenden Volkswirtschaften in Subsahara-Afrika bezeichnet.

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Mrz27

Niobe, die Tochter des Tantalos und der Dione, ist Namengeberin eines in der Natur sehr selten vorkommenden Schwermetalls, dem chemischen Element Niob (Nb). Das selbe gilt für Tantal (Ta), das nach Tantalos, dem grossen Frevler gegen den Olymp, benannt wurde. Sie zählen zu den Übergangsmetallen und werden zusammen mit Vanadium und Dubnium wegen ähnlich chemischen Eigenschaften der 5. Gruppe des Periodensystems bzw. der Vanadiumgruppe zugeordnet.

Periodensystem der Elemente, der graue Pfeil zeigt auf die 5. Gruppe, die Vanadiumgruppe

Periodensystem der Elemente, der graue Pfeil zeigt auf die 5. Gruppe, die Vanadiumgruppe

Niob besitzt eine graue Farbe und wird hauptsächlich zur Herstellung von Spezialstählen verwendet. Es kommt in verschiedenen supraleitenden Legierungen vor und wird zudem in der Schweisstechnik, in der Nuklearindustrie, der Elektronik, Optik, Numismatik und im Schmuck verwendet, denn es ist gut schmiedbar.

Tantal ist grauglänzend, sehr hart und dehnbar und besitzt sehr hohe Schmelz- und Siedepunkte, die bei 2’996 °C bzw. 6’100 °C liegen. Tantal ist wegen seiner Oxidschicht gegen chemische Angriffe widerstandsfähig. Zum Einsatz kommt es in der Elektrotechnik, der Chemie, im Hochtemperaturofenbau, im Flugzeug- und Raketenbau, in der Kerntechnik und in Verdampfungsanlagen. Rost- und säurebeständigen Stählen wird Tantal als Legierungsbestandteil zugesetzt. Weil Tantal keine toxische Wirkung hat, wird es in chirurgischen Implantaten verwendet. Aufgrund seiner Formbarkeit bei gleichzeitig hoher Dichte setzt man es auch zur Herstellung panzerbrechender Munition ein.

Seltene Erden Elemente (SEE)

Zu den Metallen der Seltenen Erden (SEE / en. REE) gehören die Elemente der 3. Nebengruppe des Periodensystems, also Scandium (Sc), Yttrium (Y)  und die Lanthanoide (La bis Lu). Scandium und Yttrium kommen in den gleichen Erzlagerstätten wie die Lanthanoiden vor und haben ähnliche chemische Eigenschaften wie diese.

Die Seltenen Erden reichen in der Kruste von Ce, dem häufigsten bei 60 ppm, das häufiger vorhanden ist als Nickel, bis zu Thulium und Lutetium, die mit etwa 0,5 ppm sehr selten sind.

Die Seltenen Erden Metalle werden in einer Vielzahl moderner Technologien mit Anwendungen in den Bereichen Militär, Medizin, Wissenschaft, Luft- und Raumfahrt und Verbraucher sowie im zunehmend wichtigen “grünen” Sektor verwendet. Für viele ihrer Anwendungen ist derzeit kein geeigneter Ersatz bekannt. Die Verwendung von Seltenen Erden als Magneten in Elektromotoren wird wahrscheinlich der Hauptantrieb für das Wachstum der gesamten SEE-Industrie sein, und diese Verwendung zusammen mit Leuchtstoffen wird bald mehr als 65 % der verbrauchten SEE-Oxide (nach Wert) ausmachen. Die Hauptnutzungen von Seltenen Erden Elementen sind Magnete und Leuchtstoffe.

Magnete

Magnete mit SEE Legierungen  sind sehr starke Permanentmagnete, die aufgrund ihres geringen Gewichts im Vergleich zur magnetischen Stärke in der Automobil- und Windkraft-Industrie besonders nützlich sind. Darüber hinaus werden diese Magnete auch in Computer-Festplattenlaufwerken sowie in Mobiltelefonen verwendet. Die wichtigsten SEE, die in Magneten verwendet werden, sind Neodym, Praseodym und Dysprosium.

Leuchtstoffe

Eine traditionelle Verwendung von SEE besteht in der Bereitstellung von Farbleuchtstoffen in Fernsehgeräten und neuerdings in Kathodenstrahlröhren, Plasmabildschirmen und Flüssigkristallanzeigen, wobei Europium, Terbium und Yttrium in der Lage sind, rotes, grünes bzw. weisses Licht zu emittieren.

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Die Lösung

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