Cadmium
[zu lateinisch cadmia (von griechisch kadmía) »Zinkerz«] das, -s, Kạdmium, chemisches Symbol Cd, ein chemisches Element aus der zweiten Nebengruppe des Periodensystems; silberweißes, glänzendes, leicht verformbares Schwermetall, das sich an der Luft nach einiger Zeit mit einer dünnen, gelblichen Cadmiumoxidschicht überzieht. Cadmium kommt in der Natur nur in Form von Verbindungen, meist als Nebenbestandteil von Zinkmineralen vor, besonders im Smithsonit und in der Zinkblende, daneben auch in Blei- und Kupfererzen.Eigene Cadmiumminerale wie Greenockit und Otavit sind sehr selten.
Gewinnung:
Da es keine eigentlichen Cadmiumerze gibt, kommen für die technische Gewinnung nur Zwischenerzeugnisse von Zink-, Blei- oder Kupferhütten in Betracht, in denen das Cadmium infolge seiner großen Flüchtigkeit oder seines gegenüber Zink edleren Charakters angereichert ist, z. B. Flugstäube, Zinkstaub und Fällrückstände der Zinkelektrolyse. Aus diesen Rohstoffen wird Cadmium über mehrere Verfahrensschritte durch Auslaugen (meist mit Schwefelsäure), Reinigung der gewonnenen Lösungen, Fällen (Zementation) und Raffination (mit Destillation) oder auch durch Elektrolyse isoliert. Es gelangt mit 99,97 % Cd-Gehalt in Form von Stangen, Kugeln, Granalien oder Platten in den Handel.
Verwendung
findet Cadmium besonders als rostschützender Überzug auf Eisen, der bereits bei einer Dicke von 0,008 mm korrosionsverhindernd wirkt, als Elektrodenmaterial in Nickel-Cadmium- und Silber-Cadmium-Akkumulatoren sowie zur Herstellung von Brems- und Regelstäben in Kernreaktoren, ferner in Legierungen mit Kupfer, Nickel und Silber als Lagermetall, mit Blei und Zinn als Lot für Leichtmetalle und mit Wismut für Schmelzsicherungen.
Umweltbelastung, Toxizität:
In die Umwelt kann Cadmium in Form staubförmiger Partikel bei der Metallerzeugung und -verarbeitung sowie beim Abbrennen cadmiumhaltiger Brennstoffe oder von Müll, der bestimmte Trockenbatterien enthält, gelangen. Weitere Emissionsquellen sind die Textil- und Chemieindustrie sowie cadmiumhaltige Dachrinnen und Regenrohre. Durch das Ausbringen von cadmiumhaltigem Klärschlamm kann das Element in den Boden gelangen, von wo es über Nutzpflanzen die Nahrungsketten erreicht. Da Cadmium wachstumshemmend wirkt, kommt es bei hohen Konzentrationen von über 10 mg/kg Trockenmasse zu Ertragsminderungen, eine Schädigung tritt bereits ab 2,5-5 mg/kg Trockenmasse auf. Als unbedenklich gilt eine Konzentration von 0,03-0,5 mg/kg Trockenmasse. Bestimmte Pilzarten können sehr hohe Konzentrationen von Cadmium aufnehmen, gemessen wurden bis zu 4 000 mg/kg Trockenmasse. Auch in Innereien von Schlachttieren wurde eine starke Akkumulation von Cadmium beobachtet. Cadmium wirkt in Süßwasser bei Konzentrationen von mehr als 1 μg/l fischtoxisch. Die EU hat einen Grenzwert von 0,005 mg/l Cadmium im Trinkwasser festgelegt; auch für das Aufbringen von cadmiumbelastetem Klärschlamm gelten bestimmte Grenzwerte. - Cadmiumdampf und Cadmiumverbindungen sind für Mensch, Tier und Pflanze sehr giftig; sie können beim Menschen zu akuten und chronischen Vergiftungen führen (Itai-Itai-Krankheit), die als seltene Schädigungen v. a. in der verarbeitenden Industrie (Legierungs-, Farb-, Akkumulatorenherstellung) und beim Schweißen, Schneiden und Schmelzen von cadmiumhaltigem Material auftreten. Über die Atemwege aufgenommen (Dämpfe, Rauch), führt Cadmium zu Reizzuständen der Schleimhaut mit Husten, Brustschmerzen, Metalldampffieber, Bronchitis, Bronchopneumonie und Lungenödem; nach oraler Aufnahme sind Übelkeit, Erbrechen und Kollaps möglich. Gesundheitsschäden durch Ansammlung des vom Körper nur langsam ausgeschiedenen Metalls (meist Berufskrankheit) sind durch Einschränkung des Geruchssinns, Kurzatmigkeit, Magen-, Darm-, Leber-, Nieren- (Cadmiumnephropathie) und Knochenschädigungen (Osteoporose), auch Gelbfärbung der Zahnhälse (durch Cadmiumsulfid) und Kachexie gekennzeichnet. Cadmium ist in Form von Cadmiumchlorid auch im Tabakrauch enthalten und reichert sich in der Niere an. Eine Krebs erzeugende Wirkung wird vermutet. Der MAK-Wert ist auf 0,05 mg/m3 festgelegt; Cadmium wird in der MAK-Liste als karzinogen geführt.
Wirtschaft:
Weltweit stieg die Produktion von raffiniertem Cadmium von (1975) rd. 13 300 t auf (1993) rd. 18 600 t. Die sieben wichtigsten Produzenten waren 1993 (1985): Japan 2 832 (2 535) t, Kanada 1 944 (1 712) t, Belgien/Luxemburg 1 573 (1 252) t, Volksrepublik China 1 270 (540) t, (ehemalige) UdSSR 1 200 (1 950) t, Deutschland 1 056 (1 095) t und die USA 966 (1 603) t.
Geschichte:
Cadmium wurde 1817 von dem deutschen Apotheker Carl Hermann (* 1765, ✝ 1846) in einem technischen Zinkoxid entdeckt. F. Stromeyer, der das Cadmium im gleichen Jahr im Galmei (Zinkcarbonat) fand und das Metall als Erster isolierte, benannte das Element nach dem griechischen Namen kadmía für Galmei.
Hier finden Sie in Überblicksartikeln weiterführende Informationen:
Drogen und Gifte