Sällsynta jordartsmetaller är en grupp med 17 grundämnen som alla är metaller. Behovet av dessa metaller har ökat kraftigt de senaste tjugo åren genom att efterfrågan på grön och smart teknik blivit högre.
Det 15 metaller som alltid räknas som sällsynta jordartsmertaller är lantan (La), cerium (Ce), praseodym (Pr), neodym (Nd), prometium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), tulium (Tm), ytterbium (Yb) och lutetium (Lm) ingår. I vissa sammanhäng räknas även grundämnena skandium (Sc) och yttrium (Y) som sällsynta jordartsmetaller. Totalt blir det 17 metaller.
Sällsynta jordartsmetaller förkortas ofta REE (efter engelskans rare-earth elements). De kan delas in i grupperna LREE och HREE (light respektive heavy rare-earth elements), där LREE innefattar den till atomvikt lättare halvan av serien lantan-lutetium och HREE den tyngre. Idag står Kina för 72% av världsproduktionen. För att slippa vara beroende av Kina krävs att sällsynta jordartsmetaller börjar brytas på annat håll och Sverige hör till de länder där det finns stora fyndigheter.
Användningsområden
Magneter
De sällsynta jordartsmetallerna kan användas för att tillverka starka permanentmagneter för användning i elektriska motorer, för bruk i industri eller fordon. Användningen av sällsynta jordartsmetaller i permanentmagneter möjliggör starkare magneter vilket gör att elmotorer och elgeneratorer kan göras mindre, lättare och effektivare. Framförallt är det neodym som används till detta. Men även cerium, praseodym och samarium.
Sådana magneter används även i elektriska generatorer, som behövs för elproduktion i olika typer av kraftverk, speciellt för vindkraftverk som behöver generatorer som är fysiskt små År 2018 användes motsvarande runt tolv procent av världens neodym i vindkraftverk. Denna användning förväntas dubbleras till år 2030 och sedan vara relativt konstant fram till år 2050.
Cerium finns också i katalysatorer och används för precisionsglaspolering. Det finns också i legeringar, magneter, elektroder och kolbågsbelysning. Praseodym används också för höghållfasta metaller. Neodym används också för kraftfulla industriella och militära lasrar. Samarium används också för intravenös cancerstrålningsbehandling och i kärnreaktorstyrstavar.
Andra användningområden
Sällsynta jordartsmetaller används också som katalysatorer i kemiska reaktioner, exempelvis i raffinaderier inom oljeindustrin. Bränsleceller och specialiserade batterier utgör ytterligare användningsområden, liksom glas och keramik för specifika applikationer.
Scandium används i TV-apparater och energisparlampor. Yttrium är viktigt i den medicinska världen och används cancerläkemedel, reumatoid artrit-medicin och kirurgiska tillbehör. Det används också i superledare och lasrar. Lantan kan användas i kamera- och teleskoplinser, speciella optiska glasögon och infrarött absorberande glas. Prometium används i pacemakrar, klockor och forskning.
Europium används i färgskärmar och kompakta lysrör. Gadolinium är viktigt för kärnreaktorskydd, cancerstrålningsbehandlingar samt utrustning för röntgen- och bentäthetsdiagnostisk. Terbium har liknande användningsområden som Europium men är också mjukt vilket ger unika egenskaper. Dysprosium adderas till andra sällsynta jordartsmagneter för att hjälpa dem att arbeta vid höga temperaturer och används för datalagring, i kärnreaktorer och i energieffektiva fordon.
Holmium används för sin del i kärnkraftsstavar, mikrovågor och magnetiska flödeskoncentratorer. Erbium används i fiberoptiska kommunikationsnätverk och lasrar. Thulium är ytterligare en sällsynt jordartsmetall som används i lasrar. Ytterbium används vid cancerbehandlingar, i rostfritt stål och i seismiska detektionsanordningar. Slutligen används lutetium vid behandling av vissa cancerformer samt vid oljeraffinering och positronemissionstomografi.
Produktion
Idag sker den största delen av världens produktion av sällsynta jordartsmetaller i Kina. På grund av den höga efterfrågan behövs det fler fyndigheter för att säkra försörjningen, inte minst för EU, vars industrier är beroende av tillgången på REE. Kina den i särklass största producenten med 86 procent av världsproduktionen, följt av Australien (6 procent) och USA (2 procent). Inom EU möts efterfrågan med import från Kina till respektive 99 procent (LREE) och 98 procent (HREE). Endast 3 procent respektive 8 procent av behovet bedöms tillgodoses genom återvinning.
Det har visat sig att beroende av en enda stor leverantör kan leda till stora problem som exempelvis när det gäller beroendet av Ryssland för naturgas. Lika problematiskt är beroendet av Kina när det gäller sällsynta jordartsmetaller (REE). Därför finns ett behov av europeisk produktion av sällsynta jordartsmetaller. De stora fyndigheterna i Europa finns i Norden och på Grönland.
Svenska fyndigheter
Ingen produktion av sällsynta jordartsmetaller sker i dagsläget i Sverige, men brytning har tidigare skett inom Bastnäsfältet i Västmanlands län och diskussioner har förts angående öppnande av en helt ny gruva vid Norra Kärr i nordligaste Jönköpings län. Kända mineraliseringar finns även på andra platser, till exempel Olserum i nordöstra Småland och runtom i Bergslagen.
I Kiruna liksom i Bergslagen finns REE bundet i apatitjärnmalm, gruvbolaget LKAB försöker utveckla metoder för utvinning av REE tillsammans med fosfor ur det gruvavfall som återstår efter utvinning av järn.
Mineraltillgångarna på sällsynta jordartsmetaller är i Kiruna 1,4 miljarder ton med en snitthalt på 163 ppm (gram per ton) och i Malmberget finns lika stor volym men med snitthalt på 227 ppm sällsynta jordartsmetaller. Praseodym, neodym och dysprosium förväntas utgöra de mest värdefulla sällsynta jordartsmetallerna för LKAB.
I Bergslagen finns stora mängder slagg och gruvavfall efter brytning av järnmalm som innehåller sällsynta jordartsmetaller. Företaget Grangex har planer på att utvinna både apatit för tillverkning av handelsgödsel och eventuellt också REE ur sådana slagghögar.
Det planeras även gruvbrytning av sällsynta jordartsmetaller i Sverige och inte bara utvinning ur slagghögar och gruvavfall. Framförallt är det brytning av den stora fyndigheten i Norra Kärr utanför Gränna som planeras. Bolaget som står bakom dessa planer är Greennaa Mineral AB som ägs av Leading Edge Materials Corp (tidigare Tasman Metals Ltd) i Kanada. Fyndigheten beräknas innehålla 110 miljoner ton med en snitthalt av 0,5% (5 000 ppm) REE. Framförallt finns det Yttrium, Cerium, Neodym och Praseodym.
Läs mer:
- LKAB ska producera fosfor och sällsynta jordartsmetaller
- Gamla järnmalmsgruvor blir som nya
- Gruvor behövs – men inte gruvan i Kallak
- Gruvbolagen – Leading Edge Materials
- Gruvbolagen – LKAB
- Det behövs ökad gruvbrytning i Sverige – grafit
