Cobalt

Kobaltverbindungen werden bereits seit Jahrtausenden verwendet, um Glasuren und Keramiken eine blaue Farbe zu verleihen. Es wurde in ägyptischen Statuetten und persischen Halskettenperlen aus dem 3. Jahrtausend v. Chr., in Glasfunden in den Ruinen von Pompeji und in China bereits während der Tang-Dynastie (618–907 n. Chr.) sowie später im blauen Porzellan der Ming-Dynastie (1368–1644) nachgewiesen.

Im Mittelalter wurden sie von Bergleuten für wertvolle, aber verhexte Silbereze gehalten, weil sie beim Verhütten wegen dem enthaltenen Arsen knoblauchartig rochen und sich überdies nicht reduzieren ließen. Diese Erze wurden daher als Kobolde, Nickel oder Wolfsspucke genannt. 1735 gelang es, dem schwedischen Chemiker Georg Brandt das Metall darzustellen. Er erkannte es als neues Element und benannte es Kobalt.

Kobalt wird heute vor allem in Lithium-Ionen-Batterien verwendet, insbesondere in Elektrofahrzeugen, aber auch Smartphones, Laptops und anderen elektronischen Geräten. 60 Prozent der Nachfrage nach Kobalt kommt aus dem Batteriesektor. Elektroautos sind der wichtigste Treiber für den steigenden Kobaltabbau.

Kobalt ist ein wichtiger Bestandteil der Kathode von Li-Ionen-Akkus. Das Metall sorgt in den Batterien für Stabilität und eine hohe Energiedichte, die in Elektroautos für deren Reichweite relevant ist.

Weitere Anwendungen für Kobalt sind Superlegierungen für Triebwerke, Gasturbinen und Industriemaschinen.

In Kombination mit Wolfram und Kohlenstoff bildet Kobalt ein Hartmetall (z. B. Wolframkarbid-Kobalt), die in Schneidwerkzeugen, Bohrern und Bergbaumaschinen zum Einsatz kommen.

Kobalt wird auch in Permanentmagneten (z. B. Alu-Nickel-Kobalt- und Samarium-Kobalt-Magneten) verwendet, die in Motoren, Sensoren und Windkraftanlagen eine wichtige Rolle spielen.

Darüberhinaus wird Kobalt in Katalysatoren, Pigmenten für die Herstellung von Farben, Keramik und Glas sowie in sehr geringen Mengen in Medizinprodukten wie Gelenkprothesen und Dentallegierungen verwendet.

Kobalterz fällt meist als Nebenprodukt beim Abbau von Eisen-, Nickel-, Kupfer-, Silber-, Mangan-, Zink- und Arsenerzen an. Zu den wichtigsten kobalthaltigen Mineralen zählen Kobaltit, Heterogenite, Spherocobaltite, Erythrit, Carrollite und Skutterudit. Diese sind aber eher selten.
Die größten Kobaltmengen stammen gegenwärtig aus dem zentralafrikanischen „Copper Belt“.

Etwa drei Viertel des Kobalts stammen aus der Demokratischen Republik Kongo (DRC). Hier befinden sich mit Tenke Fungurume und Kamoto auch die größten Kobaltminen der Welt. Der größte Produzent von raffiniertem Kobalt ist China, das enorme Mengen an Kobalterzen aus der DRC importiert.

Weitere wichtige Quellen sind Sulfidlagerstätten in Russland, Kanada und Australien. An Bedeutung haben in jüngster Zeit Lateriterze in tropischen Gebieten wie Indonesien, Philippinen und Neu-Kaledonien gewonnen.

Indonesien entwickelt sich zu einem weiteren wichtigen Abbauland für Kobalt.

Zu den größten Unternehmen gehören die chinesische CMOC Group (China Molybdenum), Betreiber der Tenke-Fungurume-Mine. An zweiter Stelle folgt der Schweizer Konzern Glencore, dem die Minen Kamoto und Mutanda in DRC gehören.

Etwa zehn Prozent des Kobaltbedarfs wird durch Recycling abgedeckt.

Je nach Anwendung führt der Ersatz von Kobalt zu Leistungseinbußen oder höheren Kosten. In Lithium-Ionen-Batterien, dem weltweit führenden Verwendungszweck von Kobalt, wird der Kobaltgehalt reduziert. In China haben kobaltfreie Lithium-Eisenphosphat-Akkus einen bedeutenden Marktanteil.

Mögliche Ersatzstoffe in anderen Anwendungen sind Barium- oder Strontiumferrite, Neodym-Eisen-Bor-Legierungen oder Nickel-Eisen-Legierungen in Magneten. Cer, Eisen, Blei, Mangan oder Vanadium dienen als Kobaltersastz in Farben.

Eisen, Eisen-Kobalt-Nickel, Nickel, Keramik-Metall-Verbundwerkstoffe (Cermets) oder Keramik finden Anwendung in Schneid- und verschleißfesten Werkstoffen.

Nickelbasislegierungen oder Keramik ersetzen Kobalt in Düsentriebwerken. In Erdölkatalysatoren kann Nickel Kobalt substitutieren und in Prothesen sind Titanbasislegierungen eine Alternative.