Teksti Saku Vuori kuvat Saku Vuori ja Suomen Malmijalostus Oy
Harvinaisten maametallien saannin turvaamiseksi perusraaka-aineiden kaivostoiminta on keskeisessä roolissa, sanoo Metallinjalostajat ry:n toimitusjohtaja Saku Vuori. Hän huomauttaa juttusarjan toisessa osassa, että valtaosa harvinaisista maametalleista saataneen jatkossakin muun kaivostoiminnan sivuvirroista.
Miksi harvinaiset maametallit ovat niin tärkeitä?
Näitä metalleja käytetään monessa tärkeässä teknologiassa, kuten tuuliturbiineissa, sähkömoottoreissa, polttokennoissa, drooneissa, robotiikassa ja ICT-laitteissa. Tarvittavat määrät eivät välttämättä ole laitekohtaisesti kovin suuria, mutta toiminnan kannalta kriittisiä. Toisaalta esimerkiksi hävittäjälentokone sisältää noin 400 kg harvinaisia maametalleja.
Mikä on mielestäsi suurin harvinaisten maametallien tuotantoon liittyvä uhkakuva maailmanlaajuisesti?
Selkein ongelma on tuotannon keskittyminen Kiinaan. Tilanne on parantunut 2000-luvulla eikä Kiinalla ole enää yli 90 prosentin osuutta alkutuotannosta. Mielestäni nykyinen, noin 60 prosentin osuus on edelleen suuri riski, varsinkin kun Euroopassa ei ole merkittävää omaa tuotantoa. Kiina on käyttänyt harvinaisia maametalleja kauppapolitiikan vipuvartena aiemminkin ja voi tehdä samoin tulevaisuudessa. Harvinaisten maametallien erottelussa ja jalostuksessa Kiinan markkinaosuus on edelleen korkea, noin 85 prosenttia, koko maailman tuotannosta.
Mitä pitäisi tehdä, jotta harvinaisten maametallien saanti pystyttäisiin varmistamaan jatkossakin?
Tähän liittyy monta asiaa. Yksi tärkeimmistä on pitää ns. perusraaka-aineiden kaivostoimintaa yllä. Kuparin, nikkelin, sinkin, lyijyn ja tinan mukana kulkee harvinaisia maametalleja seuralaisalkuaineina. Pääarvoaineiden seuralaisten hyödyntäminen muodostaa nykyisellään tärkeimmän harvinaisten maametallien lähteen. Merkittävä harvinaisten metallien rikastuminen geologisissa prosesseissa ilman jonkin muun yleisemmän arvokkaan metallin tai alkuaineen rikastumisprosessia ei ole kovin tyypillistä. Isot volyymit saataneen jatkossakin suurelta osin muun kaivostoiminnan sivuvirroista. Sitä täydentävät erilaisten prosessiteollisuuden jätejakeiden hyödyntäminen ja materiaalien kierrätys.
Monien harvinaisten maametallien tai teknologiametallien kannattava erottaminen on haastavaa pienistä massamääristä, koska nämä metallit ovat kriittisyyteensä nähden yllättävän halpoja. Esimerkiksi kullan (~60 €/g) ja platinan (~30 €/g) arvo on omaa luokkaansa niihin verrattuna. Hopeakin on sillä tasolla, mihin (~0,7 €/g) arvokkaimmat harvinaiset maametallit tai teknologiametallit yltävät: Tb 1,4 €/g, Dy 0,4 €/g, In 0,2 €/g, Pr 0,09 €/g, Y 0,03 €/g, Sm 0,01 €/g, Nd 0,01 €/g ja La 0,004 €/g (suuntaa antavat hinnat).
Miten Euroopan tasolla pyritään reagoimaan tilanteeseen?
Merkittävässä roolissa on Euroopan komission 16.3.2023 julkaisema ehdotus EU:n raaka-aine asetukseksi (Critical Raw Materials Act, CRMA). Ehdotuksessa esitetään, muun muassa EU:n jäsenmaiden kriittisten raaka-aineiden etsintäohjelmia.
Vauhdittaakseen EU:n omavaraisuutta komissio esittää, että oma kaivostoimintamme vastaisi 10 prosentin osuutta strategisten raaka-aineiden hankinnasta. Vastaavasti sisämarkkinoilla tapahtuva kierrätys kattaisi 15 prosenttia ja jalostus 40 prosenttia. Lisäksi tavoitteena on, että 2030 mennessä minkään strategisen raaka-aineen osalta Euroopan riippuvuus yksittäisen kolmannen maan tuotannosta ja jatkojalostuksesta ei ylittäisi 65 prosenttia. Vaikka tavoitteisiin päästäisiin, olemme toki edelleen pitkälti riippuvaisia raaka-aineiden tuonnista.
”Monissa yliopistoissa on harvinaisiin maametalleihin liittyvää tutkimusta.”
Mitä Suomessa tällä hetkellä tapahtuu harvinaisten maametallien tutkimuksessa?
Geologian tutkimuskeskus GTK:n tekemille teollisen mittakaavan rikastettavuustutkimuksille on kasvavaa kysyntää. Rikastettavuustutkimuksiin liittyen olemme myös mukana kehittämässä jäljitettävyysratkaisuja, joiden avulla pyritään edistämään vastuullista tuotantoa. Tällä hetkellä tutkimus keskittyy akkumateriaalien jäljitettävyyden kehittämiseen, mutta todennäköisesti menetelmää olisi mahdollista soveltaa myös harvinaisten maametallien tuotantoon.
Monissa yliopistoissa on harvinaisiin maametalleihin liittyvää tutkimusta. Jyväskylän ja Turun yliopistot kehittävät yhdessä uusia menetelmiä teollisuuden jäte- ja sivuvirtojen hyödyntämiseksi seuraavan sukupolven sensorimateriaalien valmistamiseksi. Oulun yliopistolla on kehitetty kemiallisten prosessien, yksikköoperaatioiden, katalyyttien ja erilaisten tuotteiden kestävyyden arviointia. Lisäksi työtä tehdään kestävien etsintämenetelmien ja tuotantopotentiaalin edistämiseksi. LUT-yliopisto on arvioinut REE-metallien pitoisuuksia erilaisista sivuvirroista ja tutkinut ja mallintanut erityisesti sähkökemiallisen liuotuksen, saostuksen sekä elektrodialyysin menetelmiä REE-metallien talteenotossa. Aktiivisuutta ja kiinnostusta tuntuu olevan laajasti.
Millaisia mahdollisuuksia Suomella on tulevaisuudessa hyödyntää meiltä jo löytyviä harvinaisia maametalleja?
Usein mainitaan kaivostoiminnan sivuvirrat ja rikastushiekat, polttamisen tuhkat sekä erilaiset kuonat.
REE-metallit esiintyvät maaperässä tyypillisesti yhdessä karbonatiitti- ja alkalikivien kanssa. Savukosken Soklin malmion malmityyppien rikastus voisi tulevaisuudessa olla erittäin merkittävä lähde myös erilaisille REE-pitoisille sivuvirroille. Yaran Siilinjärven apatiittikaivoksessa fosforilannoitteen tuotannon sivuvirroissa on esimerkiksi neodyymiä, erbiumia ja europiumia.
Se pystytäänkö niitä hyödyntämään, riippuu talteenoton kannattavuudesta. Sivuvirtojen hyödyntäminen vaatii suuria prosessoitavia määriä, jotta tuloja voisi kertyä merkittävästi ainakaan nykyhinnoilla. Kannattavuuden kannalta keskeisessä roolissa ovat myös kustannustehokas ja turvallinen prosessointi sekä järkevä investoinnin takaisinmaksuaika. On mielenkiintoista nähdä, tarjoaako EU:n CRMA tilanteeseen keppiä tai porkkanaa.
”Kasvava kiertotalouskin tarvitsee sekundäärilähteiden lisäksi primäärilähteistä peräsin olevaa materiaalia.”
Mitä muuta haluaisit aiheesta todeta Kemia-lehden lukijoille?
EU:n alueella kulutetaan noin 20 prosenttia maailman metalleista ja tuotetaan niistä noin 3 prosenttia. Olemme jatkossakin riippuvaisia tuontiraaka-aineista, vaikka CRMA:n tavoitteet saavutettaisiin. Kasvava kiertotalouskin tarvitsee sekundäärilähteiden lisäksi primäärilähteistä peräsin olevaa materiaalia, kuten esimerkiksi litiumia.
Todennäköisesti keskustelu strategisesta autonomiasta tulee jatkumaan vielä pitkään. Nyt käytävä keskustelu on lähes toisinto vuodelta 2008, kun EU:n komissio julkaisi raaka-aineita koskevan aloitteen.
Suomessa on vahvaa prosessi- ja teknologiateollisuuden osaamista ja siitä kannattaa pitää kiinni. Sille on kasvavaa tarvetta siirryttäessä ”fossiiliajasta” mineraalien aikakauteen.
Lue lisää:
Maaperässämme muhii haluttuja harvinaisia maametalleja
Harvinaiset maametallit talteen digijätteestä – ”Onnistuessaan merkittävä tieteellinen läpimurto”
