Doktorandprojekt inom REEDEAM industriforskarskola.

REEDEAM är en industriforskarskola med fokus på klimatneutral produktion, elektrifiering, digitalisering och automation i den råvarubaserade värdekedjan. Forskar­skolan utgör ett långsiktigt ramverk för samverkan mellan akademi och industri och stödjer kompetensutveckling och forskning som möjliggör den gröna industriella omställningen.

Inom REEDEAM genomförs två industridoktorandprojekt i samverkan mellan forskningsämnet Processmetallurgi vid Luleå tekniska universitet (LTU) och LKAB Minerals, med finansiering från Stiftelsen för kunskaps- och kompetensutveckling (KK-stiftelsen), LKAB Minerals samt från LTU via CAMM-CRM. Projekten adresserar strategiska utmaningar kopplade till utvinning och förädling av fosfor och sällsynta jordartsmetaller (REE) från sekundära och varierande råmaterial, såsom anrikningssand och andra mineralbaserade restströmmar.

Bakgrund

Sällsynta jordartsmetaller är avgörande för högpresterande permanentmagneter i vindkraftverk, elfordon, robotik och försvarsapplikationer, medan fosfor är ett livsnödvändigt näringsämne för jordbruket. EU är i stort sett helt beroende av import av båda dessa råmaterial, vilket gör dem till kritiska råmaterial enligt EU:s förordning om kritiska råmaterial (Critical Raw Materials Act).

Doktorandprojekten fokuserar på utvalda processteg i den hydrometallurgiska processen (REEMAP) som utvecklats av LKAB för produktion av fosforsyra och oxider av sällsynta jordartsmetaller, med gips av kommersiell kvalitet som biprodukt. Processen baseras på apatitkoncentrat framställt ur anrikningssand som uppkommer vid anrikning av magnetitmalm.

Syfte och genomförande

Doktorandprojekt 1 – Redoxreaktioner i apatit- och karbonatsystem och deras betydelse för återvinning av fosfor och REE fokuserar på hur redoxförhållanden påverkas av råmaterialets egenskaper och i sin tur påverkar återvinningen av fosfor och sällsynta jordartsmetaller från apatit- och karbonatbaserade material. Råmaterial med varierande ursprung, mineralogi, lagringshistorik och förbehandling studeras, vilket speglar den variation som förekommer i industriella cirkulära materialflöden.

Projektet kombinerar experimentella studier med termodynamisk modellering för att analysera hur parametrar såsom pH, oxidationsgrad, innehåll av järn och mangan samt mineralspeciering påverkar reaktionsmekanismer, elementfördelning och återvinningseffektivitet. Genom att koppla kemiska betingelser till termodynamiska beskrivningar skapas en grundläggande processförståelse och vägledning för processtyrning.

Resultaten stödjer utvecklingen av robusta och skalbara processer för återvinning av kritiska råmaterial och stärker kopplingen mellan grundläggande kemi och industriell tillämpning inom REEDEAM-forskar­skolan. Projektet startar i januari 2026.

Doktorandprojekt 2 – Laknings-, separations- och reningsstrategier för fosfor och sällsynta jordartsmetaller fokuserar inledningsvis på separations- och reningssteg för fosfor och sällsynta jordartsmetaller, med särskild betoning på hur processparametrar kan användas för att styra elementspeciering och möjliggöra selektiv separation från föroreningar. Projektet startar i mars 2026.

Projektet undersöker hur kemiska betingelser såsom pH, redoxmiljö och komplexbildande ämnen påverkar löslighet, selektivitet och reningseffektivitet i hydrometallurgiska system. Olika separations- och reningsmetoder utvärderas med avseende på processprestanda, flexibilitet och industriell genomförbarhet.

Genom att belysa både tekniska möjligheter och begränsningar bidrar projektet till utvecklingen av flexibla processlösningar anpassade till råmaterial med varierande sammansättning samt till cirkulär resursanvändning och hållbar produktion av kritiska råmaterial inom REEDEAM.

Projektparter

Luleå tekniska universitet
Processmetallurgi fungerar som projektledare och genomför hydrometallurgiska studier. Malmgeologi fokuserar på karakterisering, och Gränsytors kemi stödjer karakteriseringsarbetet med hjälp av NMR

LKAB Minerals AB
Industripartner med en process för produktion av fosforsyra och sällsynta jordartsmetaller.