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25-10-2021 | Rohstoffe | Im Fokus | Article

Warum die Industrie vor einem Magnesium-Engpass warnt

Author:
Thomas Siebel
3:30 min reading time

Die Herstellung von Magnesium ist energieintensiv. Im wichtigsten Exportland China wurde die Produktion deswegen gedrosselt. EU-Industrieverbände warnen nun vor möglichen "katastrophalen Auswirkungen".

Magnesium ist nach Stahl und Aluminium der am dritthäufigsten verwendete metallische Werkstoff. Hauptanwendungen liegen im Automobilbau, in der Elektro-/Elektronik- und in der Verpackungsindustrie. Die größten Teile des weltweit produzierten Magnesiums kommen für Magnesiumguss beziehungsweise -druckguss sowie in Aluminiumlegierungen zum Einsatz. Als Legierungselement hat Magnesium vielfältige attraktive Eigenschaften: Es ist leicht, verfügt über eine hohe spezifische Beständigkeit, es ist biokompatibel und weist gute Dämpfungseigenschaften auf. Im Automobilbau kommen Magnesiumgussteile oder Aluminumlegierungen zum Beispiel im Bereich von leichten und crashrelevanten Strukturen zum Einsatz.

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Magnesium Extraction Mechanisms

Metallic magnesium can be obtained from seawater, brines, minerals, in recycled scrap, and in alloys. It is the eighth most abundant element on the planet, using 2% of the earth’s crust, and it is the third most abundant element in the sea with approximate contents of 1.3% of magnesium, on the other hand, brines have around 0.3–1% magnesium.

Magnesium ist in der Erdkruste sehr weit verbreitet und kann nach Angaben der Deutschen Rohstoffagentur (Dera) aus zahlreichen Lagerstättentypen und aus unterschiedlichen Mineralien gewonnen werden. Doch trotz der nahezu unbegrenzten globalen Reserven gilt Magnesium in der EU als kritischer Rohstoff. Der Grund ist die hohe Abhängigkeit von China. 95 % der Magnesiumimporte in die EU stammen aus China, das 85 % der weltweiten Magnesiumproduktion im eigenen Land konzentriert. Laut Dera dürfte sich die Vormachtstellung Chinas mittelfristig nicht ändern, auch wenn die Türkei, Kanada und die USA ihre eigene Produktion derzeit ausbauen. Insbesondere bedingt durch die Elektromobilität erwartet die Dera bis 2025 eine jährliches Nachfragewachstum von 5 bis 7 % nach dem Metall.

Energieintensive Magnesiumproduktion

Umso besorgter blickt die EU-Industrie nun auf den derzeitigen Einbruch der chinesischem Magnesiumlieferungen. Wie die Frankfurter Allgemeine Zeitung berichtet, haben zahlreiche Magnesiumhersteller in China ihre Produktion massiv zurückgefahren, um Strom zu sparen. Damit reagieren sie auf Vorgaben der Zentralregierung zum Einsparen von CO2-Emissionen – und die Herstellung von Magnesium ist in der Tat sehr energieintensiv.

Die Autorinnen und Autoren um Yessica González stellen im Beitrag Magnesium Extraction Mechanisms im Beitragsband Proceedings of Fourth International Conference on Inventive Material Science Applications die wichtigsten Verfahren für die Herstellung von Magnesium zusammen:

  • Das bedeutendste Verfahrensklasse für die Herstellung von Magnesium ist die Elektrolyse, auf die 75 % der weltweiten Produktion entfällt. Der zweistufige Prozess, in dem aus Salzwasser oder Sole Magnesiumbarren hergestellt werden, verbraucht je Kilogramm Magnesium 10,5 bis 13,2 kWh.
  • Die thermische Reduktion des sogenannte Pidgeon-Prozesses läuft bei Temperaturen zwischen 1.000 und 1.300 °C und unter Vakuumbedingungen ab, wobei aus Dolomit über mehrere Stufen Magnesiumgas gewonnen wird, das anschließend zu hochreinem Magnesium (Reinheit: 99,68 %) kondensiert wird. Der hohen Reinheit stehen Abzüge in der Produktivität des Prozesses gegenüber.
  • Im etwas wirtschaftlicheren silikothermischen Mintek-Prozess wir Magnesiumoxid aus Sole, Aluminium oder Ferrosilizium gewonnen. Das Verfahren erfordert Temperaturen zwischen 1.700 und 1.750 °C. Das zu 97,86 % reine Magnesium muss anschließend weiter raffiniert werden.
  • Per thermischer Reduktion bei Temperaturen zwischen 1.160 und 1.700 °C und mithilfe von Reagenzien lassen sich zerkleinerte und in Öfen gebrannte Mineralien zudem zu 99.99 % reinem Magnesium verarbeiten.

Industrieverbände fordern EU zum Handeln auf

Chinas Bemühungen zur Reduzierung des inländischen Stromverbrauchs und die damit verbundenen Konsequenzen für die Magnesiumproduktion rufen nun die europäische Industrie auf den Plan. In einem gemeinsamen Schreiben an die EU-Kommission warnen zwölf Verbände der metallerzeugenden und -verarbeitenden Industrie, darunter European Aluminium und Eurofer, vor drohenden Produktionsstillständen in europäischen Unternehmen, sollte die Lieferkette weiterhin gestört bleiben. Seitdem die Importe aus China im September 2021 eingebrochen sind, sei der Preis je Tonne Magnesium auf 8.500 bis 12.000 Euro gestiegen; davor lag der Preis im Bereich von 1.700 Euro/t. Die Magnesiumvorräte in der EU dürften nach Einschätzung der Industrieverbände Ende November erschöpft sein. Vor diesem Hintergrund rufen sie die EU-Kommission und die nationalen Regierungen auf, mit ihren chinesischen Vertragspartnern auf Sofortmaßnahmen hinzuarbeiten, um so die kritische Versorgunglage der europäischen Industrie zu entschärfen.

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