Lanthan [] () ist ein chemisches Element mit dem Elementsymbol La und der Ordnungszahl 57. Es zählt zu den Übergangsmetallen sowie den Metallen der Seltenen Erden, im Periodensystem steht es in der 6. Periode und der 3. Nebengruppe, bzw. der 3. IUPAC-Gruppe oder Scandiumgruppe. Meist wird es auch zu den Lanthanoiden gezählt, auch wenn die f-Schale des Elementes unbesetzt ist.
Geschichte mini|links|Carl Gustav Mosander 1803 entdeckten Wilhelm Hisinger und Jöns Jakob Berzelius in einem tungsten („schwerer Stein“) genannten Mineral aus Bastnäs in Schweden das Cer und nannten das Mineral Cerit.Wilhelm von Hiesinger, Jöns Jakob Berzelius: Cerium Ein neues Metall aus einer Schwedischen Steinart, Bastnäs Tungsten genannt. In: Neues allgemeines Journal der Chemie. Band 2, Heft 4, 1803, S. 397–418 (online). Carl Gustav Mosander untersuchte ab 1825 Cerit und verschiedene Cerverbindungen genauer. Er vermutet bald, dass es sich um ein Gemisch verschiedener Elemente handeln müsse, konnte sie aber zunächst nicht trennen. 1838 gelang es ihm schließlich, zwei Elemente dadurch zu trennen, indem er zunächst das gemischte Nitrat durch Erhitzen zum Oxid umwandelte. Anschließend ließ er dieses mit sehr verdünnter Salpetersäure reagieren. Dabei blieb das Ceroxid unlöslich zurück, während das Oxid des zweiten Elements sich löste. Da es sich sozusagen im Cer „versteckt“ hatte, nannte Mosander das neue Element nach einem Vorschlag von Berzelius nach dem Altgriechischen λανθάνειν [lanthanein] („verborgen sein“) Lant(h)an. Er konnte auch metallisches Lanthan in Form eines grauen Pulvers durch Reaktion von Lanthanchlorid mit Kalium gewinnen.C.G. Mosander: Lantan, ein neues Metall. In: Poggendorffs Annalen. 46, 1839, S. 648–649 ().Levy Tansjö: Carl Gustav Mosander and his research of rare earths. In: C.H. Evans (Hrsg.): Episodes from the History of the Rare Earth Elements. Band 15, Kluwer Academic Publishers 1996, ISBN 978-94-009-0287-9, S. 13–36.
Bei der weiteren Untersuchung von Lanthanverbindungen stellte Mosander fest, dass auch dieses eine Mischung verschiedener Elemente ist. Durch die unterschiedliche Löslichkeit der Sulfate konnte er 1840 Lanthan von einem weiteren Element trennen, das er Didym (vom griechischen δίδυμος, ‚Zwilling‘) nannte.Carl Gustav Mosander: Ueber die das Cerium begleitenden neuen Metalle Lanthanium und Didymium, sowie über die mit der Yttererde vorkommenden neuen Metalle Erbium und Terbium. In: Annalen der Physik und Chemie. Band 60, 1843, S. 297–315 (online auf Wikisource). Auch das Didym stellte sich schließlich als Mischung der Elemente Neodym und Praseodym heraus.C. Auer v. Welsbach: Die Zerlegung des Didyms in seine Elemente. In: Monatshefte für Chemie und verwandte Teile anderer Wissenschaften. 1885, Band 6, Nummer 1, S. 477–491 .
Reines metallisches Lanthan wurde 1923 durch elektrolytische Reduktion von Lanthanchlorid gewonnen.H. C. Kremers, Roger Greenleaf Stevens: Observations on the rare earths. XIV. The preparation and properties of metallic lanthanum. In: Journal of the American Chemical Society. 1923, Band 45, Nummer 3, S. 614–617 .
Vorkommen mini|links|Bastnäsit-(La) Lanthan ist auf der Erde ein zwar insgesamt seltenes, mit einem Gehalt von 39 ppm in der kontinentalen Erdkruste verbreitet vorkommendes Element. Es ist nach Cer und Neodym das dritthäufigste Seltenerdmetall. Wie die anderen Lanthanoide ist Lanthan ein lithophiles Element, das vorwiegend in der Lithosphäre der Erde zu finden ist. Geochemisch wirkt Lanthan als ein inkompatibles Element, das sich beim teilweisen Schmelzen und der fraktionierten Kristallisation von Magma bevorzugt in der Schmelze anreichert. Es ist daher stärker in der kontinentalen Erdkruste im Vergleich zum Erdmantel konzentriert.Catherine Chauvel: Lanthanum. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 799.
Lanthan ist vorwiegend Bestandteil von Mineralen der leichten Seltenen Erden (LREE, Ceriterden), die verschiedene Mischkristallreihen bilden. Die wichtigsten sind dabei Bastnäsit (Ce,La,Nd,Y)[(F,OH)|CO3] und Monazit (Ce,La,Nd,Sm)(PO4). Bastnäsit kann bis zu 38 %, Monazit bis zu 25 % Lanthan enthalten. Auch Minerale wie Fergusonit, Loparit oder Gadolinit enthalten Lanthan, jedoch in geringeren Mengen. Bastnäsit und Monazit sind auch die Erze, die überwiegend als Rohstoff für die Gewinnung von Lanthan und seinen Verbindungen dienen.Shivendra Sinha, Abhilash, Pratima Meshram, Banshi Dhar Pandey: Metallurgical processes for the recovery and recycling of lanthanum from various resources—A review. In: Hydrometallurgy. Band 160, 2016, S. 47–59, .
In einigen Fällen wurden auch Minerale verschiedener Mischkristallreihen gefunden, in denen Lanthan das dominierende Lanthanoid ist. So sind beispielsweise Monazit-(La), Bastnäsit-(La), Agardit-(La), Davidit-(La), Allanit-(La) und Rhabdophan-(La) bekannt. Insgesamt wurden 58 verschiedene Lanthan-Minerale, insbesondere Silikate und Carbonate gefunden und von der International Mineralogical Association anerkannt (Stand 2025). Natürlich vorkommendes gediegenes Lanthan ist dagegen unbekannt.The mineralogy of Lanthanum. In: mindat.org, Hudson Institute of Mineralogy, abgerufen am 30. Dezember 2025.
Zu den Orten mit den größten und wichtigsten Vorkommen an Ceriterden zählen Bayan Obo in der Volksrepublik China, Araxá in Brasilien, Amba Dongar in Indien, Mount Weld in Australien, Kuannersuit auf Grönland, Lowosero in Russland sowie die Bear Lodge Mountains in Wyoming und Mountain Pass in Kalifornien, Vereinigte Staaten.M.P. Smith, K. Moore, D. Kavecsánszki, A.A. Finch, J. Kynicky, F. Wall: From mantle to critical zone: A review of large and giant sized deposits of the rare earth elements. In: Geoscience Frontiers. Band 7, 2016, S. 315–334, . Insbesondere in Bayan Obo befinden sich große Mengen Lanthan. Die Gesamtreserven an Seltenerdelementen in Bayan Obo werden auf 57,1 Millionen Tonnen oder etwa 42 % der Reserven auf der ganzen Welt geschätzt. Davon ist etwa die Hälfte Cer, und 27 % Lanthan, dazu 15 % Neodym und geringere Anteile der anderen Seltenen Erden.Hong-Rui Fan, Kui-Feng Yang, Fang-Fang Hu, Shang Liu, Kai-Yi Wang: The giant Bayan Obo REE-Nb-Fe deposit, China: Controversy and ore genesis. In: Geoscience Frontiers. Band 7, Nr. 3, 2016, S. 335–344, .
Der Gehalt an Lanthan im Meerwasser ist mit 4,2 ppt gering, das Element besitzt jedoch nach Yttrium die höchste Konzentration aller Seltenen Erden in den Ozeanen.Scott M. McLennan: Lanthanide Rare Earths. In: William White (Hrsg.): Encyclopedia of Geochemistry. Springer, 2018, ISBN 978-3-319-39311-7, S. 792–799.
Gewinnung und Darstellung Die wichtigsten Primärquellen für die Gewinnung von Lanthan sind wie bei anderen Leichten Seltenen Erden die häufigen Erze Monazit und Bastnäsit. Je nach Erz werden verschiedene Methoden zur Gewinnung eingesetzt. Monazit ([Ce,La,Nd,Th][PO4]) kann entweder mit Natronlauge oder Schwefelsäure aufgeschlossen werden. Beim Schwefelsäureverfahren wird eine Mischung von Monazit und Schwefelsäure auf 200 bis 800 °C über mehrere Stunden erhitzt und anschließend mit Wasser ausgelaugt. Dabei gehen die Seltenerdelemente, abhängig von der Temperatur auch Thorium und Uran in Lösung.John Demol, Elizabeth Ho, Gamini Senanayake: Sulfuric acid baking and leaching of rare earth elements, thorium and phosphate from a monazite concentrate: Effect of bake temperature from 200 to 800 °C. In: Hydrometallurgy. Band 179, 2018, S. 254–267, . Diese können etwa mittels Extraktion oder Fällung als Pyrophosphat entfernt werden. A I L Abd El Fatah: Commercial approach for highly pure thorium from Egyptian monazite mineral acid process. In: IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. Band 975, 2020, Artikel 012022, . Die Seltenerdelemente werden mit Natriumsulfat als Doppelsalz NaSEE(SO4)2 gefällt und in Natronlauge gelöst und getrocknet.Pratima Meshram, Abhilash: Recovery and Recycling of Cerium from Primary and Secondary Resources- a Critical Review. In: Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. Band 41, Nr. 4, 2020, S. 279–310, . Werden Seltenerdmetallhydroxide bei 160 °C an der Luft getrocknet, oxidiert der Sauerstoff das dreiwertige Cer zum vierwertigen. Da Cer(IV)-hydroxid im Gegensatz zu den dreiwertigen Hydroxiden der anderen Lanthanoide schlecht in Salpetersäure löslich ist, kann so ein Großteil des Cers von Lanthan und den anderen Seltenerdelementen abgetrennt werden.Ebrahim Allahkarami, Bahram Rezai: A literature review of cerium recovery from different aqueous solutions. In: Journal of Environmental Chemical Engineering. Band 9, 2021, Artikel 104956, .
Durch mechanische Verfahren wie Schwerkrafttrennung, Flotation oder Magnettrennung werden höher konzentrierte Monazitkonzentrate gewonnen. Diese können mit Natronlauge bei 140 °C mehrere Stunden lang aufgeschlossen werden. Während das Phosphat in Lösung geht, bleiben die Seltenerdelemente im Filterkuchen zurück. Dieser wird mit konzentrierter Salzsäure ausgelaugt, wobei sich eine gelbe Lösung bildet. Aus der Lösung wird mit Ammoniumhydroxid beim pH-Wert 5,8 unerwünschte Hydroxide, bei pH 11 die Seltenerdmetallhydroxide gefällt. Diese werden wie beim Schwefelsäureverfahren an der Luft getrocknet, wobei Cer oxidiert, und abgetrennt werden kann.
Traditionell wurde der Schwefelsäureaufschluss wird schon seit Anfang des 20. Jahrhunderts verwendet und vorwiegend bei niedrig-konzentierten Monaziterzen eingesetzt. Es ist ein billiges und gut verfügbares Verfahren. Kommerziell wird das Natriumhydroxid-Verfahren bevorzugt, da dabei das Phosphat besser von den Seltenen Erden getrennt werden kann.
Auch Bastnäsit [Ce,La,Nd,Y][(F,OH)|CO3] wird zunächst durch Zerkleinerung, Flotation, Schwerkrafttrennung und weitere Verfahren auffbereitet und von Begleiterzen getennt. Um lösliche Verbindungen zu erhalten, wurden verschiedene Verfahren entwickelt. Weit verbreitet ist das oxidative Rösten, bei dem Bastnäsit an der Luft auf 400–800 °C erhitzt wird, wobei sich Oxide und Oxyfluoride bilden, das umweltschädliche Fluor aber auch durch den Zusatz von Calciumoxid als Calciumfluorid abgetrennt werden kann. Beim oxidativen Rösten wird das Cer zum vierwertigen Ion oxidiert, was eine spätere Abtrennung erleichtert. Neben diesem Verfahren existiert auch ein nicht-oxidatives Rösten unter einem Inertgas, was die Oxidation des Cers verhindert und Vorteile beim späteren Lösen der Seltenerdelemente in Salzsäure bietet. Zudem kann das Erz mit auch mit Schwefelsäure oder Natronlauge aufgeschlossen werden. Nach dem Aufschluss erfolgt ein Auslaugen mit Säuren, wobei häufig Salzsäure, aber auch Schwefelsäure oder Salpetersäure genutzt werden können.Jihye Kim, Junhyun Choi, Sugyeong Lee: A Review of Rare Earth Elements Recovery from Bastnaesite Ore: From Beneficiation to Metallurgical Processing. In: Journal of Sustainable Metallurgy. Band 11, 2025, S. 773–798, . Das entstandene vierwertige Cer kann durch Extraktion mit geeigneten Extraktionsmitteln (insbesondere Phosphanoxide und Phosphorsäureester) abgetrennt werden.Zou Dan, Chen Ji, Li Deqian: Separation chemistry and clean technique of cerium(IV): A review. In: Journal of the rare earths. Band 32, Nr. 8, 2014, S. 681–685, .
Neben diesen Primärrohstoffen kann Lanthan auch aus verschiedenen Sekundärquellen gewonnen werden. Hierzu zählen Rotschlamm, Phosphorgips, gebrauchte Nickel-Metallhydrid-Akkumulatoren, deren Anode aus Mischmetall hergestellt wird, Abfälle von optischem Glas aus Lanthanoxid und seltenerdmetallhaltige Schlacken, die beispielsweise beim Schmelzen von Monazit-haltigem Magnetiterz entstehen.Shivendra Sinha, Abhilash, Pratima Meshram, Banshi Dhar Pandey: Metallurgical processes for the recovery and recycling of lanthanum from various resources—A review. In: Hydrometallurgy. Band 160, 2016, S. 47–59, .