Potential för varierande råmaterial i REE- och P-extraktion (OPTIREEP)

OPTIREEP är ett forskningsprojekt som adresserar en av Europas centrala resursutmaningar genom att utveckla robusta och flexibla processer för utvinning av sällsynta jordartsmetaller och fosfor från råmaterial med varierande sammansättning och mineralogi. Genom omfattande karakterisering, termodynamisk modellering och laboratoriestudier kopplade till ett tänkt processflöde genereras ny kunskap som kan stödja framtida industriell implementering.

Bakgrund

Sällsynta jordartsmetaller är avgörande för högpresterande permanentmagneter som används 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).

LKAB har utvecklat en hydrometallurgisk process (REEMAP) för produktion av fosforsyra och oxider av sällsynta jordartsmetaller, med gips av kommersiell kvalité som biprodukt. Processen baseras på apatitkoncentrat framställt ur anrikningssand som uppkommer vid anrikning av magnetitmalm. Baserat på förstudien MULTIREEP har det visats att processen, som ursprungligen utvecklades för apatit från Malmbergets gruva, efter anpassning kan ha potential att hantera apatitkoncentrat från olika gruvor med varierande apatitkvalitet. Därutöver kan processen även vara tillämplig på råmaterial som innehåller andra REE- och P-bärande mineral, såsom monazit och allanit.

Syfte och mål

OPTIREEP syftar till att stödja framtida självförsörjning av sällsynta jordartsmetaller och fosfor i Sverige och Europa genom att ta fram kunskap och processunderlag för utvinning ur råmaterial med varierande kvalitet och mineralogi.

Projektet ska klarlägga hur råmaterialets egenskaper och processbetingelser samverkar och påverkar elementfördelning, utvinning, återvinning, separation och produktkvalitet,utveckla innovativa processteg för förbättrad resurseffektivitet, samt skapa ett vetenskapligt och tekniskt underlag för framtida industriell implementering.

Genomförande

OPTIREEP bygger vidare på resultat från MULTIREEP och fokuserar på integrerad utvinning av fosfor och sällsynta jordartsmetaller från insatsmaterial med varierande mineral. Arbetet omfattar, framställning och karakterisering av koncentrat samt systematiska laboratoriestudier avseende de olika processtegen. Termodynamisk modellering används vid försöksplanering och utvärdering

Studierna omfattar mineralspecifik förbehandling, optimerad lakning med analys av elementfördelning, innovativa metoder för separation och rening av produkter, regenerering av reagenser samt miljöanalys. En doktorand (Projekt för PhD 2026-2029) kommer att fokusera särskilt på elementspeciering i utvalda hydrometallurgiska processteg, aspekter kopplade till interaktion mellan mineralegenskaper och kemiska förhållanden undersöks. Försöken utförs med olika typer av råmaterial och genomförs både i batchförsök och i konfigurationer som är anpassade till ett potentiellt framtida processflödesschema.

Implementering

OPTIREEP vidareutvecklar MULTIREEP-projektets arbete för integrerad återvinning av fosfor och sällsynta jordartsmetaller från varierande mineralkällor. Arbetet utförs genom produktion och karakterisering av apatitkoncentrat, systematiska laboratoriestudier inklusive mineralspecifik förbehandling, optimerad lakning med undersökning av elementfördelning, innovativ separation/rening av produkter, regenerering av reagenser och miljöanalys. Termodynamisk modellering stödjer planering och utvärdering av resultaten. En doktorand (doktorandprojekt 2026–2029) kommer att fokusera på speciering av element i utvalda hydrometallurgiska steg i processen och utvärdera interaktionen mellan mineralegenskaper och kemiska system. Olika råmaterial används i experimenten, som utförs både i batchläge och i konfigurationer som är anpassade till ett potentiellt processflödesschema.

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.

Luossavaara-Kiirunavaara AB (LKAB)
Producerar järnmalmsprodukter för stålindustrin och genererar anrikningssand som vidareförädlas till apatitkoncentrat, vilket utgör råmaterial för utvinning av sällsynta jordartsmetaller och fosfor.