Anwendungen von Cadmium
Cadmium spielt trotz seines vergleichsweise sehr geringen Vorkommens und seiner Giftigkeit eine große Rolle in zahlreichen technischen Prozessen und bei der Herstellung allgemein bekannter Produkte:

Farbstoffe

• Pigmentfarben wie Cadmiumsulfid (CdS; gelb) und Cadmiumselenid (CdSe; rot). Letzteres wird vor allem zur Färbung von Selenrubingläsern, mit denen die teuren Goldrubingläser nachgeahmt werden, oder zur Herstellung von roten Selenglasuren eingesetzt.
• Rötliche Lüsterfarben (Anlauffarben) für Jugendstilglas, Keramik, Porzellan
• Phosphoreszenzstoffe, die UV-Strahlung von Gasentladungen (z. B. in alten Neonröhrenbelägen) in sichtbares Licht umwandeln

Elektrotechnik

• Elektroden im Cd/Ni-Akkumulator
• Westonelement (Cd/CdSO₄-Elektrode). Dieses Element verfügt über ein besonders stabiles Potential. Der Metallkörper der Elektrode wird aus Cadmium-Amalgam hergestellt.
• Gleichrichter (Cadmium auf Nickel)
• Elektrisch leitende Überzüge auf Kunststoffen (Aufdampfen im Vakuum)

Korrosionsschutz

• Galvanische Bildung von Cadmiumüberzügen durch Elektrolyse von CdSO₄ oder [Cd(CN)₄]^2--Lösungen (Cadmieren). Cadmium ist unedel, bildet aber rasch einen dünnen, fest haftenden Oxidbelag aus (Passivierung). Es kann deshalb als Überzug andere unedle Metalle vor Oxidation schützen.
• Bestandteil von älteren Rostschutzfarben

Legierungen

• Niedrig schmelzende Legierungen für den Auslösemechanismus von Sprinkleranlagen (z. B. Woodsches Metall; Schmelzpunkt 70 °C)
• Lagermetalle für schnell drehende Motoren (z. B. 97 % Cd + Spuren von Ni, Cu, Ag)
• Lotmetalle Legierungen zum Löten von Aluminium, Gold und Silber

Kerntechnik

• Regelstäbe in Kernreaktoren. Cadmium adsorbiert Neutronen und vermag deshalb Kettenreaktionen abzubremsen (Schnellabschaltung).

Katalysatoren

• Mischkatalysator für die Methanolsynthese aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff

Kunststoffstabilisatoren

• Cadmiumstearat, ein Salz der Stearinsäure, schützt PVC und andere Kunststoffe gegen Lichteinflüsse. Es sorgt für dauerhafte Transparenz und bewirkt gleichzeitig eine Verbesserung der Wetterbeständigkeit.

Für Cadmium gibt es eine ausgefeilte Recyclingtechnik
Da Cadmium in vielen Bereichen nicht durch andere Metalle oder Verbindungen ersetzt werden kann und sehr selten und teuer ist, ist gerade für dieses Metall - anders als für häufiger vorkommende Schwermetalle wie Kupfer oder Blei - eine besonders ausgefeilte und intensive Recyclingtechnologie entwickelt worden. Wegen der kleinen Konzentrationen von Cadmium in seinen Produkten ist ein Recycling primär ein Anreicherungsproblem.
Die Verfahren hierzu entsprechen denen der Cadmiumgewinnung bei der Zinkverhüttung. Dabei wird cadmiumhaltiges Material erhitzt, das gebildete extrem giftige Cadmiumoxid mit dem Flug- oder Filterstäuben aufgefangen und dann mit Schwefelsäure aufgelöst.

Die auf diese Weise gewonnene Cadmiumsulfatlösung wird unter Verwendung von Aluminiumkathoden und Bleianoden elektrolysiert. Es scheidet sich sehr reines Elektrolytcadmium ab. Da Cadmium auch in geringen Mengen in der Kohle vorkommt, findet sich auch in den Flugaschen von Kohlekraftwerken eine so große Menge dieses Metalls, dass sich die Aufarbeitung lohnt. Hierzu werden die gesammelten Flugaschen und Filterstäube mit Schwefelsäure ausgelaugt. Das dabei gebildete Cadmiumsulfat wird mit Zinkstaub zum Metall reduziert (Zementieren).
Eine große Rolle spielt auch die Rückgewinnung von Cadmium aus Galvanikbädern durch saure Ionenaustauscher (-> Versuch).

Hier bedient man sich auch komplexierender Ionenaustauscher, welche Cadmium-Ionen selektiv zu entfernen vermögen.

Quelle: [1]

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Literatur