Kobaltverbindungen werden bereits seit Jahrtausenden verwendet, um Glasuren und Keramiken eine blaue Farbe zu verleihen. Es wurde in ägyptischen Statuetten und persischen Halskettenperlen aus dem 3. Jahrtausend v. Chr., in Glasfunden in den Ruinen von Pompeji und in China bereits während der Tang-Dynastie (618–907 n. Chr.) sowie später im blauen Porzellan der Ming-Dynastie (1368–1644) nachgewiesen.

Im Mittelalter wurden sie von Bergleuten für wertvolle, aber verhexte Silbereze gehalten, weil sie beim Verhütten wegen dem enthaltenen Arsen knoblauchartig rochen und sich überdies nicht reduzieren ließen. Diese Erze wurden daher als Kobolde, Nickel oder Wolfsspucke genannt. 1735 gelang es, dem schwedischen Chemiker Georg Brandt das Metall darzustellen. Er erkannte es als neues Element und benannte es Kobalt.

Kobalt wird heute vor allem in Lithium-Ionen-Batterien verwendet, insbesondere in Elektrofahrzeugen, aber auch Smartphones, Laptops und anderen elektronischen Geräten. 60 Prozent der Nachfrage nach Kobalt kommt aus dem Batteriesektor. Elektroautos sind der wichtigste Treiber für den steigenden Kobaltabbau.

Kobalt ist ein wichtiger Bestandteil der Kathode von Li-Ionen-Akkus. Das Metall sorgt in den Batterien für Stabilität und eine hohe Energiedichte, die in Elektroautos für deren Reichweite relevant ist.

Weitere Anwendungen für Kobalt sind Superlegierungen für Triebwerke, Gasturbinen und Industriemaschinen.

In Kombination mit Wolfram und Kohlenstoff bildet Kobalt ein Hartmetall (z. B. Wolframkarbid-Kobalt), die in Schneidwerkzeugen, Bohrern und Bergbaumaschinen zum Einsatz kommen.

Kobalt wird auch in Permanentmagneten (z. B. Alu-Nickel-Kobalt- und Samarium-Kobalt-Magneten) verwendet, die in Motoren, Sensoren und Windkraftanlagen eine wichtige Rolle spielen.

Darüberhinaus wird Kobalt in Katalysatoren, Pigmenten für die Herstellung von Farben, Keramik und Glas sowie in sehr geringen Mengen in Medizinprodukten wie Gelenkprothesen und Dentallegierungen verwendet.

Kobalterz fällt meist als Nebenprodukt beim Abbau von Eisen-, Nickel-, Kupfer-, Silber-, Mangan-, Zink- und Arsenerzen an. Zu den wichtigsten kobalthaltigen Mineralen zählen Kobaltit, Heterogenite, Spherocobaltite, Erythrit, Carrollite und Skutterudit. Diese sind aber eher selten.
Die größten Kobaltmengen stammen gegenwärtig aus dem zentralafrikanischen „Copper Belt“.

Etwa drei Viertel des Kobalts stammen aus der Demokratischen Republik Kongo (DRC). Hier befinden sich mit Tenke Fungurume und Kamoto auch die größten Kobaltminen der Welt. Der größte Produzent von raffiniertem Kobalt ist China, das enorme Mengen an Kobalterzen aus der DRC importiert.

Weitere wichtige Quellen sind Sulfidlagerstätten in Russland, Kanada und Australien. An Bedeutung haben in jüngster Zeit Lateriterze in tropischen Gebieten wie Indonesien, Philippinen und Neu-Kaledonien gewonnen.

Indonesien entwickelt sich zu einem weiteren wichtigen Abbauland für Kobalt.

Zu den größten Unternehmen gehören die chinesische CMOC Group (China Molybdenum), Betreiber der Tenke-Fungurume-Mine. An zweiter Stelle folgt der Schweizer Konzern Glencore, dem die Minen Kamoto und Mutanda in DRC gehören.

Etwa zehn Prozent des Kobaltbedarfs wird durch Recycling abgedeckt.

Je nach Anwendung führt der Ersatz von Kobalt zu Leistungseinbußen oder höheren Kosten. In Lithium-Ionen-Batterien, dem weltweit führenden Verwendungszweck von Kobalt, wird der Kobaltgehalt reduziert. In China haben kobaltfreie Lithium-Eisenphosphat-Akkus einen bedeutenden Marktanteil.

Mögliche Ersatzstoffe in anderen Anwendungen sind Barium- oder Strontiumferrite, Neodym-Eisen-Bor-Legierungen oder Nickel-Eisen-Legierungen in Magneten. Cer, Eisen, Blei, Mangan oder Vanadium dienen als Kobaltersastz in Farben.

Eisen, Eisen-Kobalt-Nickel, Nickel, Keramik-Metall-Verbundwerkstoffe (Cermets) oder Keramik finden Anwendung in Schneid- und verschleißfesten Werkstoffen.

Nickelbasislegierungen oder Keramik ersetzen Kobalt in Düsentriebwerken. In Erdölkatalysatoren kann Nickel Kobalt substitutieren und in Prothesen sind Titanbasislegierungen eine Alternative.

Krokoit (Rotbleierz) war eines der ersten entdeckten Chrommineralien. In Persien und in der Qin-Dinastie in China wurde es für die Herstellung von Pigmente für leuchtend gelb-orange Farben in Keramiken verwendet. Chromoxidgrün benutzt man seit Jahrhunderten, um Glas oder Emaille einzufärben. Vincent van Gogh etwa verwendete „Chromgelb“, für seine berühmten Sonnenblumen, eine Serie von insgesamt sieben Gemälden.

1761 analysierte der deutsche Mineraloge Johann Gottlob Lehmann ein rotoranges Mineral aus Sibirien, das später als Krokoit identifiziert wurde. 1797 isoliert der französischen Chemiker Nicolas-Louis Vauquelin Chromoxid und gewann daraus durch Erhitzen mit Kohlenstoff Chrommetall. Reines Chrom wurde 1894 erstmals aluminothermisch von Hans Goldschmidt gewonnen. Bei der einfacheren Reduktion mit Kohlenstoff, wie Vauquelin sie zuvor durchgeführt hatte, entsteht nämlich neben Chrom auch Chromcarbid.

Anfang des 19. Jahrhunderts wurden Chromverbindungen in Farbstoffen, Farben und Gerbmitteln verwendet.

In den 1820er Jahren wurde die Verchromung (Galvanisierung) entwickelt, um die Haltbarkeit und den Glanz von Metallen zu verbessern. Ende des 19. Jahrhunderts entdeckte man dass durch das Beifügen von Chrom zu Eisen Edelstahl entsteht. Seitdem ist Chrom ein essenzieller Bestandteil in Edelstahlprodukten wie Besteck, Maschinen und Baumaterialien.

Im Zweiten Weltkrieg war Chrom ein strategischer Werkstoff für Panzerungen, Flugzeugtriebwerke und Waffen. In der Nachkriegszeit verbreitete sich die Chrombeschichtung von Autoteilen (Stoßstangen, Zierleisten) und Haushaltsgegenständen.

Aufgrund des giftigen sechswertigen Chroms (Cr⁶⁺) in Industrieabfällen stellt Chrom eine Gefahr für die Umwelt dar.

Jährlich werden etwa 45.000 Tonnen Chrom abgebaut.

Der Löwenanteil geht in die Metallindustrie. Allein für Edelstahlprodukte werden etwa 70 Prozent des Chroms verwendet. Weitere Anwendungen in der Metallindustrie sind Eisenlegierungen (Ferrochrom) für die Stahlherstellung, um die Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen. Außerdem ist Chrom Bestandteil in Superlegierungen und Werkzeugstähle für Düsentriebwerke und Gasturbinen.

Auf verchromten Wasserhähnen, Stoßstangen und Motorradteilen sorgt das Metall für Glanz, Korrosionsbeständigkeit und Schutz vor Verschleiß.

Chromoxid dient als Pigment für grüne Farbtöne in Farben, Keramiken und Glas sowie als feuerfestes Material, etwa für hitzebeständige Steine ​​für Öfen. Auch Chromit wird Ziegeln und Steine beigefügt um sie feuerfest zu machen.

Obwohl Chromverbindungen das ganze Farbspektrum abdecken, gibt es nur wenige Verbindungen, die auch in Farbpigmenten verwendet werden.

China ist der führende Produzent von Ferrochrom- und Edelstahl und der führende Verbraucher von Chrom.

90 Prozent des weltweit abgebauten Chroms stammt aus Chromit-Lagerstätten. Weitere Chrom-Mineralien sind Krokoit, Uwarowit, Eskolait und Chromdiopsid.

Die weltweiten Ressourcen belaufen sich auf über 12 Milliarden Tonnen Chromit und reichen aus, um den Bedarf für Jahrhunderte zu decken. Die weltweiten Chromvorkommen konzentrieren sich geografisch zu 95 Prozent in Kasachstan und im südlichen Afrika.

Zu den größten Chromproduzenten zählen Südafrika, Indien, Kasachstan und die Türkei.

Die größte aktive Chrommine der Welt ist die Kemi-Mine in Finnland, die vom finnischen Stahlproduzenten Outokumpu betrieben wird.

Das weltweit größte Chromitvorkommen ist der Bushveld-Komplex in Südafrika.

Chrom ist für seine wichtigste Anwendung weder in Edelstahl noch in Superlegierungen ersetzbar.

Chromhaltiger Schrott kann Ferrochrom in einigen metallurgischen Anwendungen ersetzen.

Kalkstein wird bereits seit Zehntausenden von Jahren benutzt. Zerkleinerter Kalkstein wurde als Pigment (weiße Kreide) bereits in der Prähistorie für Höhlenmalereien verwendet. Kalkmörtel wurde schon in Mesopotamien 10.000 v. Chr. und im Alten Ägypten in Bauten verwendet. Die Außenwände der Großen Pyramide von Gizeh (ca. 2600 v. Chr.) bestanden aus Tura-Kalksteinen. Die Alten Römer verwenden für den Bau des Pantheon Kalkbeton.

Der Name „Calcium“ ist vom lateinischen Wort calx abgeleitet. So bezeichneten die Römer Kalk, Kalkstein, Kreide und aus Kalk hergestellten Mörtel.
Das silbrige, relativ weiche und leichte Metall wurde erstmals 1808 von Sir Humphry Davy isoliert, nachdem er Quecksilber aus einem Amalgam destilliert hatte, das durch Elektrolyse einer Mischung aus Kalk und Quecksilberoxid entstanden war.

Die in verschiedenen Branchen am häufigsten verwendete Calciumverbindung ist Calciumcarbonat, auch als Kalkstein bezeichnet, das kostengünstig und vielseitig einsetzbar ist.

Es ist Hauptbestandteil der wichtigsten Baustoffe: Zement, Mörtel und Beton. Calciumcarbonat wird in der Papierindustrie als Füllstoff oder zur Beschichtung eingesetzt, um Glätte und Helligkeit zu erreichen. In der Landwirtschaft verbessert Kalkstein saure Böden.

Calciumoxid, auch als Branntkalk bekannt, entsteht durch Erhitzen des Rohstoffs Calciumcarbonat. Calciumoxid wird für die Stahlherstellung, Wasseraufbereitung und in der chemischen Produktion verwendet. 

Calciumhydroxid (Löschkalk) kommt in der Abwasserbehandlung, Ledergerbung und für Mörtel zum Einsatz.

Calciumsulfat (Gips oder Stuckgips) ist eine weitere Anwendung in der Baustoffindustrie. Calciumchlorid kommt in Straßenenteisungsmitteln, Lebensmittelkonservierungsmitteln, Betonbeschleunigern und Trockenmitteln zur Verwendung.

Reines Calciummetall wird als Legierungsbestandteil für Aluminium, Kupfer, Blei, Magnesium und andere unedle Metalle, als Desoxidationsmittel für bestimmte Hochtemperaturlegierungen und als Getter in Elektronenröhren verwendet.

Die Produktionsmengen von Calciummetall sind mit jährlich 10.000 bis 20.000 Tonnen im Vergleich zu anderen Metallen relativ gering.

Calcium ist ein sehr häufig vorkommendes Element in der Erdkruste und kommt in zahlreichen Mineralien vor, von denen viele wirtschaftlich relevant sind.

Die häufigste Quelle für Calcium sind Karbonatmineralien wie Kalzit, das in Kalkstein, Marmor und Kreide vorkommt. In Sulfatmineralien findet sich Gips und Anhydrit. In Phosphatmineralien wie Apatit ist Calcium zu finden sowie in den Silikatmineralien wie Wollastonit, Plagioklas-Feldspat und Grossular

Die wichtigsten Produktionsländer von Calciummetall sind China, Russland, Frankreich und die USA.

Kalkstein (Calciumcarbonat) ist ein Ersatz für Kalk (Calciumoxid) in vielen Anwendungen, z. B. in der Landwirtschaft, bei der Flussmittelherstellung und bei der Schwefelentfernung. Kalkstein enthält weniger reaktive Stoffe, reagiert langsamer und kann je nach Anwendung weitere Nachteile gegenüber Kalk aufweisen. Kalkstein ist jedoch deutlich günstiger als Kalk.

Gebrannter Gips ist ein alternatives Material für Industrieputze und -mörtel.

Zement, Zementofenstaub, Flugasche und Kalkofenstaub sind potenzielle Ersatzstoffe für einige Bauanwendungen von Kalk.

Magnesiumhydroxid ist ein Ersatz für Kalk bei der pH-Regulierung, und Magnesiumoxid ist ein Ersatz für Dolomitkalk als Flussmittel bei der Stahlherstellung.

Der Großteil des hergestellten Cadmiums wird in wiederaufladbaren Nickel-Cadmium-Batterien (NiCD-Batterien) verwendet. Nickel-Cadmium-Batterien (NiCd) sorgen für die Bereitstellung wichtiger Notstromfunktionen, um die Sicherheit von Passagieren bei einem Stromausfall in U-Bahnen, Hochgeschwindigkeitszügen und Flugzeugen zu gewährleisten.

In Konsumgütern ist die Verwendung von NiCd-Batterien in der EU seit 2017 verboten.

Größere Mengen des produzierten Cadmiums wird für korrosionsbeständige Beschichtungen (Kadmiumbeschichtung) von Stahl, Luft- und Raumfahrtkomponenten und Befestigungselementen verwendet. Ihre Anwendung ist in der EU allerdings wegen der Gesundheitsgefahren eingeschränkt.

Eine weitere wirtschaftlich wertvolle Verbindung ist Cadmiumsulfid (CdS), ein leuchtend gelbes Pigment, bekannt als Cadmiumgelb. Es wird aufgrund seiner Farbstabilität in hochwertigen Farben und Künstlerpigmenten verwendet.

Cadmium-Tellurid (CdTe) wird für Dünnschicht-Photovoltaikzellen, der nach Silizium zweithäufigsten Solartechnologie, verwendet. Marktführend ist i diesem Bereich das US-Unternehmen First Solar.

Jährlich werden weltweit etwa 24.000 Tonnen an raffiniertem Cadmium gewonnen.

Sphalerit ist das wirtschaftlich bedeutendste Zinkerzmineral und enthält auch geringe Mengen Cadmium. Cadmium wird vor allem aus Zinkerzen und -konzentraten gewonnen.

Die führenden Produktionsländer sind China, Südkorea, Kanada und Japan.

Korea Zinc gilt als wichtigster Cadmiumhersteller. Weitere Player sind Nyrstar (Trafigura), Teck Resources (Kanada), Hindustan Zinc (Indien), Glencore (Schweiz) und Boliden (Schweden). In China gilt Zhuzhou Smelter Group als wichtigster Cadmiumproduzent.

In der EU beträgt die Recyclingrate von Cadmium schätzungsweise 30 Prozent.

Batterien mit anderen chemischen Zusammensetzungen, insbesondere Lithium-Ionen-Batterien, können NiCd-Batterien in vielen Anwendungen ersetzen.

Sofern die Oberflächeneigenschaften einer Beschichtung nicht entscheidend sind (z. B. bei Befestigungselementen für Flugzeuge), können Beschichtungen wie Zink-Nickel Cadmium in vielen Beschichtungsanwendungen ersetzen.

Cersulfid wird als Ersatz für Cadmiumpigmente verwendet, hauptsächlich in Kunststoffen. Bariumstabilisatoren können Barium-Cadmium-Stabilisatoren in flexiblen Polyvinylchlorid-Anwendungen (PVC) ersetzen.

Dünnschichttechnologien auf Basis von Kupfer-Indium-Gallium-Diselenid und Perowskit-Materialien wurden weiterhin untersucht, sind aber noch nicht kommerziell umsetzbar.

Cadmium wurde um das Jahr 1820 entdeckt. Die Chemiker Carl Wilhelm Gottlob Kastner, Friedrich Strohmeyer und der Arzt Johann Roloff sind etwa zeitgleich auf das Element gestoßen.

Lange Zeit wurden Cadmiumsulfide und -Selenide als Farbpigmente für gelb bis braunrot verwendet. Cadmiumgelb konnte etwa in Claude Monets „Bordinghera“ nachgewiesen werden.
Ab 1925 begann die Bayer AG Cadmiumgelb industriell herzustellen. Bis 1980 war Cadmiumgelb die Farbe der Deutschen Bundespost. Die gelben Postbriefkästen tragen die Farbe auch heute noch.

Schon frühe Berichte aus dem 19. Jahrhundert zeugen von der Gesundheitsschädlichkeit des Metalls. Trotzdem wurde Cadmiumiodid zur Behandlung von geschwollenen Gelenken und Frostbeulen eingesetzt.