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Vanadium ist auf der Erde ein häufiges Element, sein Anteil an der kontinentalen Erdkruste beträgt etwa 120 ppm. Eine ähnliche Elementhäufigkeit besitzen Zirconium, Chlor und Chrom. Das Element kommt überwiegend gebunden in verschiedenen Mineralen vor. Trotz der Häufigkeit des Vanadiums sind Lagerstätten mit hohen Konzentrationen des Elements selten, viele Vanadiumminerale kommen nicht häufig vor. Im Vergleich zur Erdkruste ist der Gehalt im Meerwasser deutlich geringer, er liegt bei etwa 1,3 μg/l.

Zu den wichtigsten Vanadiummineralen zählen vor allem Vanadate wie Vanadinit [Pb5(VO4)3Cl], Descloizit Pb(Zn, Cu) [OH|VO4] und Carnotit [K2(UO2)2(VO4)2·3H2O], sowie das Vanadiumsulfid Patrónit VS4. Der größte Teil des Vanadiums findet sich in Spuren in anderen Mineralen, vor allem Eisenerzen wie Magnetit. Der Vanadiumgehalt von Titan-Magnetit-Erzen beträgt meist zwischen 0,3 und 0,8 %, kann aber in manchen südafrikanischen Erzen bis zu 1,7 % erreichen.

Tiere und Pflanzen enthalten Vanadium, so enthält der Mensch etwa 0,3 mg/kg des Elementes. Dieses befindet sich zumeist in Zellkernen oder Mitochondrien. Einige Lebewesen, vor allem einige Seescheidenarten und der Fliegenpilz, sind in der Lage, Vanadium anzureichern. In Seescheiden ist der Vanadiumgehalt bis zu 107-mal so groß wie im umgebenden Meerwasser. Auf Grund des Vanadiumgehaltes von Lebewesen sind auch Kohle und Erdöl, die aus diesen entstehen, vanadiumhaltig. Der Gehalt beträgt bis zu 0,1 %. Besonders hohe Vanadiumgehalte findet man in Erdöl aus Venezuela und Kanada.

Im Jahr 2015 wurden insgesamt 79.400 Tonnen Vanadiumerz gefördert (gerechnet als Vanadiummetall). Die wichtigsten Förderländer sind Südafrika, China und Russland. Bei bekannten Reserven von insgesamt 15 Millionen Tonnen (Stand 2015) ist ein Lieferengpass bei Vanadium auf absehbare Zeit nicht zu erwarten.

 
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