Sällsynta jordartsmetaller (REE)

Sällsynta jordartsmetaller är avgörande för den gröna och digitala omställningen, eftersom de används i teknik som vindkraftverk, elfordon och elektronik. CAMM-CRM:s forskning stöder en hållbar europeisk försörjningskedja för sällsynta jordartsmetaller genom innovation inom prospektering, bearbetning och återvinning, inklusive miljöaspekter.

Sammanfattning

Under ledning av Lena Sundqvist-Öqvist, professor i processmetallurgi, fokuserar forskningspelaren REE (RP4) på att säkerställa en hållbar försörjning av sällsynta jordartsmetaller för Europa. I dag är EU nästan helt beroende av import, främst från Kina, vilket skapar sårbarhet för förnybar energi, elektrifiering och försvarsindustrin. Norra Sverige har en betydande potential att stärka Europas oberoende genom utvinning av sällsynta jordartsmetaller från gruvavfall, primära malmer och återvinningsströmmar. Viktiga initiativ är bland annat LKAB:s verksamhet i Malmberget och Kiruna, Bolidens återvinningsverksamhet och den nya industriparken ReeMAP i Luleå. Tillsammans med fyndigheter som Per Geijer och Norra Kärr positionerar dessa utvecklingar Sverige som en framtida ledare inom hållbar produktion av sällsynta jordartsmetaller.

Mål

• Säkra en hållbar försörjningskedja för sällsynta jordartsmetaller i Europa och minska importberoendet.
• Positionera Sverige som ledande inom produktion, återvinning och processinnovation av sällsynta jordartsmetaller.
• Främja kunskapen om mineralsystem för REE-fyndigheter.
• Utveckla lösningar för primär anrikning och utvinning av sällsynta jordartsmetaller.
• Möjliggöra cirkulär ekonomi och sekundär återvinning.
• Utforma miljömässigt och ekonomiskt hållbara processflödesdiagram.
• Minska miljöutmaningarna.

Forskningsfokus och viktiga arbetsområden

• Mineralsystem och prospektering
  Forskningen syftar till att förbättra förståelsen för de geologiska faktorer som styr mineraliseringen av sällsynta jordartsmetaller och att utveckla robusta prospekteringsmodeller. Studierna integrerar litostratigrafiska, strukturella och petrogenetiska analyser med djupavkännande geofysiska tekniker, såsom magnetotellurik, för att korrekt analysera mineralsystemen för sällsynta jordartsmetaller. Detaljerade facies-, geokemiska, petrogenetiska och geokronologiska studier hjälper till att skilja mellan primära anrikningsprocesser och sekundära modifieringar orsakade av deformation, förändring eller metamorfism. Dessa insikter ger det ramverk för mineralsystem som behövs för att styra prospekteringen och minska riskerna i ett tidigt skede.
• Innovation inom bearbetning och utvinning
  Processinnovation fokuserar på anrikning, utvinning, raffinering och cirkulära flöden av REE,i vissa fall även med råmaterial för vilka det saknas hållbara processer . Anrikning av REE-malmer är utmanande på grund av låga halter, fina sammanväxningar och komplex mineralogi för mineraler som eudialyt, allanit och apatit. Forskningen inriktar sig därför på effektiva förkoncentreringsstrategier, inklusive malmsortering, mikro- och nanoflotation, gravitation och magnetisk separation. Vid hydrometallurgisk bearbetning hanteras utmaningar som bildning av kiselgel, hög syraförbrukning och samupplösning av föroreningar genom nya, miljövänliga lösningar för att förbättra återvinningen och minska kemikalieanvändningen vid bearbetning av olika REE-haltiga material.
• Sekundär utvinning och cirkularitet
  Sekundära källor, särskilt permanentmagneter (NdFeB, SmCo), utgör viktiga potentiella råvaror för återvinning av sällsynta jordartsmetaller. Stora komponenter från vindkraftverk, elfordon och industrimaskiner kan återanvändas direkt eller återvinnas som magnetlegeringar, medan fina, spridda magneter i konsumentelektronik fortfarande är svåra att återvinna. Forskningen vid CAMM-CRM undersöker pyrometallurgisk återvinning från slagg och damm som genereras i anläggningar som Boliden Rönnskär, där sällsynta jordartsmetaller kan ackumuleras i sekundära produkter.
• Processoptimering och miljöansvar
  Processoptimering syftar till att utveckla miljömässigt och ekonomiskt hållbara flödesscheman för gemensam återvinning av högrena sällsynta jordartsmetaller och fosfor, samtidigt som biprodukter valoriseras och säker fixering av element som fluor och järn säkerställs. Validering i laboratorie- och pilotskala, i samarbete med LKAB och Boliden, säkerställer direkt industriell relevans. Forskningen tar också upp potentiella miljöutmaningar i nya bearbetningskedjor för sällsynta jordartsmetaller, inklusive nedbrytning av processvatten och påverkan på vattenkvaliteten nedströms. Genom att utveckla lösningar för uppströmsanrikning arbetar denna forskningspelare för att förebygga dessa problem vid källan och främja ansvarsfull produktion.
• Strategisk betydelse
  Genom att kombinera mineralogisk expertis, avancerad mineralbearbetning, processmetallurgi och nära industriellt samarbete stöder denna forskningspelare Sveriges övergång från resursinnehavare till producent och återvinnare av sällsynta jordartsmetaller. Resultaten omfattar ny kunskap om mineralsystem, validerade bearbetningsmetoder och utbildning av experter som kan överbrygga klyftan mellan forskning och industri. En stärkt inhemsk försörjning av sällsynta jordartsmetaller kommer att stärka Europas energi-, industri- och försvarsresiliens samtidigt som miljömässigt ansvarsfulla gruv- och bearbetningsmetoder främjas.
  

Pågående projekt

• Att avslöja rollen som arkeisk omarbetning av berggrunden spelar för att kontrollera utbredningen av proterozoiska sällsynta jordartsmetaller i norra Sverige: En 3D-anisotropisk magnetotellurisk avbildningsmetod
• Gröna uppsamlare för apatitflotation
• Magflow för uppgradering av eudialyt: En miljövänlig metod
• Bearbetning av U-haltiga REE-malmer
• Samspelet mellan lakningsparametrar och råvarornas kemiska och mineralogiska egenskaper
• Miljörisker vid REE-brytning i Sverige