Leichtmetalle / 1 Wichtige Vertreter

1.1 Aluminium

Aluminium ist ein weiches, silbrigweißes Metall, das in der Erdkruste am häufigsten vorkommt. Aluminium ist sehr reaktionsfreudig, an der Luft bildet sich eine passivierende Oxidschicht, wodurch es sehr korrosionsbeständig wird. Zur Primärerzeugung von Aluminium aus Bauxit ist ein hoher Energieaufwand erforderlich.

Aluminium findet breite Anwendung u. a. in den Bereichen

• Automobil- und Flugzeugbau,
• Bau, z. B. Fenster, Fassaden, Dächer,
• Elektrotechnik,
• Verpackungsmaterial für Lebensmittel und pharmazeutische Produkte.

1.2 Magnesium

Magnesium ist wie Aluminium ein weiches, silbrigweißes und sehr reaktionsfreudiges Metall. Bei Reaktion mit Wasser entsteht Knallgas. An der Luft bildet sich eine passivierende Oxidschicht. Zur Primärerzeugung ist ein hoher Energieaufwand erforderlich.

Magnesium dient u. a. als

• Entschwefelungsmittel und Reduktionsmittel in der Eisen- und Stahlindustrie,
• Reduktionsmittel bei der Herstellung von Titan, Uran, Zirkonium, Hafnium und Beryllium.

Magnesiumlegierungen (besonders mit Aluminium) werden häufig eingesetzt in:

• Kraftfahrzeugen, Flugzeugen, Schiffen,
• Maschinenbauteilen,
• Kommunikationstechnik.

Magnesium ist auch enthalten in Leuchtsätzen und Magnesium-Fackeln und dient als Ausgangsstoff für zahlreiche Synthesen (z. B. Grignard-Reaktion).

1.3 Titan

Titan ist sehr stabil und extrem korrosionsbeständig. Es wird als biologisch nahezu inert eingeschätzt, dies macht Titan zum idealen Werkstoff für die Verwendung im medizinischen Bereich.

Anwendungen sind v. a.

• Flugzeug-, Raumfahrt- und Tiefseetechnik,
• Sonderlegierungen für den chemischen Apparatebau,
• Knochennägel, Prothesen, Nadeln, Implantate in der Zahnmedizin usw.,
• Elektroden, z. B. für die Chloralkali-Elektrolyse,
• Schmuck,
• Stahlveredelung.

1.4 Sonderfall Zink

Obwohl Zink eine höhere Dichte als 5 g/cm³ hat und damit formal zu den Schwermetallen gehört, weist es doch ähnliche Eigenschaften auf wie die zuvor genannten Leichtmetalle. Dies sind v. a. die Entwicklung von Wasserstoff bei Kontakt mit Säure oder Wasser und die damit verbundene Explosionsgefahr, Reaktionen mit Lauge sowie mit bestimmten Gasen.

Zink ist für den menschlichen Körper ein lebensnotwendiges Spurenelement, das vom Organismus nicht lange gespeichert werden kann und somit täglich mit der Nahrung zugeführt werden muss. Erhöhten Zinkbedarf haben Schwangere, Raucher, Diabetiker sowie Leistungssportler.

Zink wird heute überwiegend eingesetzt

• als Rostschutz,
• als Legierungsmetall,
• in Zink-Kohle-Batterien und
• als wichtiges Reduktionsmittel in der chemischen Industrie.

Gefährdungspotenziale

• In Verbindung mit Salzsäure wird Wasserstoff freigesetzt (Explosionsgefahr). Dies ist aber bereits bei Einsatz von Reinigungsmitteln möglich (vgl. Abschn. 2.2.1).
• Zink ist als Werkstoff für die Herstellung von Anlagen- und Ausrüstungsteilen für bestimmte Gase häufig ungeeignet, vgl. Anhänge zu Kap. 2.33 DGUV-R 100-500 "Betreiben von Anlagen für den Umgang mit Gasen" (vgl. Abschn. 2.2.4).
• Zink wird z. B. angegriffen von Ammoniak bzw. Ammoniak-Lösung, Kaliumhydroxidlösung (Kalilauge) (vgl. Abschn. 2.2.5).

Beim Lichtbogenschweißen werden Zinkoxide gebildet. Zink- und Zinkverbindungen, die beim Schleifen und Schweißen verzinkter Werkstoffe entstehen bzw. freigesetzt werden, können "Gießfieber" verursachen (Einatmen größerer Mengen an Zinkoxidrauchen).

Strahlenschutz

In Anlage 4 Strahlenschutzverordnung (Freigrenzen, Freigabewerte für verschiedene Freigabearten, Werte für hochradioaktive Strahlenquellen, Werte der Oberflächenkontamination, Liste der Radionuklide und bei den Berechnungen berücksichtigte Tochternuklide) sind in Tabelle 1 auch die Radionuklide Zn-62+, Zn-63, Zn-65, Zn-69, Zn-69m+, Zn-71m sowie Zn-72+ genannt.

Hier findet man Angaben über:

• Freigrenzen (Aktivität und spezifische Aktivität),
• Oberflächenkontamination,
• uneingeschränkte Freigabe von festen Stoffen und Flüssigkeiten,
• spezifische Freigabe von festen Stoffen und Flüssigkeiten zur Beseitigung, Bauschutt, Bodenflächen, Gebäude zur Wieder-/Weiterverwendung, Gebäude zum Abriss, Metallschrott zur Rezyklierung,
• Halbwertszeiten.