Kari-Anne leth-Olsen (Yara), Sigve Sporstøl (Reetec) og Tom Jørgensen (Yara) med container fylt med  apatitt.
Kari-Anne leth-Olsen (Yara), Sigve Sporstøl (Reetec) og Tom Jørgensen (Yara) med container fylt med apatitt. (Tore Stensvold)

Holder teknologien hemmelig: Denne containeren inneholder metaller verden skriker etter

HERØYA: Yara har en del av de sjeldne jordmetallene i sitt råstoff, apatitt, eller fosfatholdig stein, men trenger det ikke i gjødselen.

På den annen side gjør de sjeldne jordmetallene heller ikke noen skade.

Men når apatitt inneholder 0,2 – 1 % sjeldne jordmetaller verden skriker etter, er det dumt ikke å hente dem ut. Særlig ikke når det kan gjøres uten å forurense mer.

FoU-anlegget til Yaras forskingsavdeling på Herøya. Bilde: Tore Stensvold

Sintef, Yara og Reetec får, sammen med et engelsk og et tysk firma, 125 millioner kroner i EU-støtte for å «grave fram» de 15 sjeldne jordmetallene med miljøvennlig teknologi.  

En britisk og en tyskpartner skal videreforedle og utnytte metallene til ferdige produkter.

I dag utvinnes de sjeldne jordmetallene i hovedsak i Kina. EU vil løsrive seg fra Kina-avhengigheten og bevilger derfor penger over Horizon 2020-programmet. Målet er å sikre en bærekraftig, stabil og sikker europeisk verdikjede for produksjon av sjeldne jordmetaller.

Det norskledede prosjektet, som har fått navnet Secreets, var igjennom flere nåløyer før det endte som nest best av 48. Bare fire fikk støtte.

Yara-prosess og Reetec-prosess

I realiteten er det snakk om to «norske» teknologier som går hånd i hånd.

Yara må ta første del og behandle råstoffet apatitt og hente ut et «halvfabrikata» med sjeldne jordmetaller.

Deretter overtar Reetec med sin nye prosessteknologi for å hente ut de 15 metallene og selge dem videre. Reetec har allerede investert 90 millioner kroner, hvorav 35 millioner kroner i støtte fra Innovasjon Norge og går over fra et pilotanlegg til å bygge opp et demoanlegg på Herøya.

Prinsippskisse for å ekstrahere sjeldne jordmetaller (rare earth elements). Forskjellen på dagens foredlingsteknologi (øverst) og Yara/Reetec-prosessen. Bilde: Reetec/Kjersti Magnussen-TU

Tredje trinn i det EU-støttede prosjektet består i at de sjeldne jordartene i oksydform leveres til engelske Less Common Metals (LCM) som vil lage metaller av dem for leveranse til tyske Vacuumschmelze (VAC), en ledende europeisk produsent av permanentmagneter (PM).

Av de 15 jordmetallene er neodym av de mest verdifulle. Det er en viktig bestanddel i permanentmagnetmotorer (PM-motorer), som er kompakte og sterke. Gadolinium er også ettertraktet, blant annet i kontrastmidler. I Norge er GE Healthcare på Lindesnes en avtaker.

Secreets

  • EU-støttet fire-årig prosjekt for utvinning og foredling av sjeldne jordartmetaller
  • Støtte: 125 millioner kroner.

Partnere:

  • Sintef (leder)
  • Yara
  • Reetec
  • LessCommon Metals (LCM), Storbritannia
  • Vacuumschmelze (VAC), Tyskland

Mål: Bærekraftig, stabil og sikker europeisk verdikjede for produksjon av sjeldne jordmetaller. Skal i løpet av fire år bygge et demoanlegg for kommersialisering.

Basis: Fosfatholdig mineral (apatitt). Inneholder 0,2-1,0 % sjeldne jordartsmetaller ,blant annet Neodym, Gadolinium)

Prosesser:

Yara: Trekker ut sjeldne jordmetaller med mer enn20 prosent renhet

Reetec: Foredler og skiller ut de 15 sjeldne metallene  til 99-99,999 % renhet

LCM: Lager ferdige legeringer for sluttprodusent

VAC: Lager permanentmagneter

 

Av ett tonn sjeldne jordmetaller fra apatitt, er opp mot 300 kilo neodym.

Priser og etterspørsel

Nå er prisene og tilgjengeligheten på neodym gått i feil retning, sett med fornybarindustriens øyne.

I de største vindturbinene til Siemens, veier PM-motoren ett tonn, hvorav neodym utgjør rundt 30 prosent. Kina er største utvinner og har flere kilder, men har lagt restriksjoner på utvinning og videresalg.  Også de andre metallene er ettertraktet til smarttelefoner, sensorer og elektronikk.

Etterspørselen vokser med ti prosent i året.

Det finnes ikke gode erstatningsstoffer til neodym. De sjeldne jordmetallene opptrer aldri alene i naturen, men foreligger alltid sammen. Deres kjemiske likhet er meget stor.  Siden verdien for noen av dem er vesentlig høyere enn for andre, vil teknologi for å skille dem med stor renhet være nødvendig. Det er denne teknologien Reetec har. 

Det norske selskapet Reetec, med Scatec og Alf Bjørseth i ryggen, har siden 2008 jobbet med teknologi for å  separere sjeldne jordmetaller fra ulike kilder. Både Forskningsrådet og Innovasjon Norge har støttet denne forskningen og nå har det virkelig løsnet.

Det begynte med et lab-anlegg på Universitetet i Oslo i 2014. Noen gram kom ut av prosessen.

I 2015 ble et pilotanlegg bygget på Herøya og Reetec fikk da bevist at teknologien fungerer.

Nå investeres det 90 millioner kroner i et enda større anlegg på 1500 kvadratmeter inne på Herøya Industripark.

EU-støtten setter ekstra fart i utviklingen og skal brukes til å optimalisere anlegget  for å kunne benytte Yara sitt råstoff. Deretter er planen å bygge et kommersielt anlegg, helst i god tid før de fire årene med EU-støtte er over.

Letter på sløret

Sjefen i teknologiselskapet Reetec, Sigve Sporstøl, har advart TUs utsendte på forhånd.

- Du må gjerne komme til Herøya, men jeg forteller ikke noe om teknologien.

I en lengre artikkel på nettsidene til Herøya Industripark og i en artikkel i Dagens Næringsliv, er det mye informasjon om økonomi og muligheter. Teknologibeskrivelsen er imidlertid begrenset til «Ny og miljøvennlig». 

Sporstøl lar seg likevel fravriste noen flere detaljer. Teknologien er testet i en pilot. EU-støtten skal gå til å bygge et demoanlegg på Herøya og kommersialisere teknologien med partnerne.

- Reetec har utviklete en prosess der vi kan vaske ut metallene i ulike trinn med kjemikalier. Det foregår i en lukket prosess der vi gjenvinner kjemikaliene og dermed ikke påvirker miljøet, sier Sporstøl.

Anvendelsesområder for sjeldne jordmetaller:

  • Cerium: I katalysatorer
  • Dysprosium: Gjør at supermagneter kan tåle varme
  • Europium: Gjør euro-sedlene fluoriserende
  • Gadolinium: I kontrastvæske for MR-røntgen
  • Lanthan: I batterier til hybridbiler
  • Neodym: I supermagneter til vindmøller
  • Promethium: I selvlysende maling
  • Samarium: Fanger nøytroner i atomreaktorer
  • Yttrium: I lasere, TV- og dataskjermer

Kilde: Forskning.no

 Fri for parafin og løsningsmidler

I dag utvinnes som oftest de sjeldne jordmetallene i en lengre prosess med store kar der parafin, vann og organisk kjemikalie med høy affinitet for sjeldne jordmetaller inngår. I tillegg må det brukes flere kjemikalier som ikke resirkuleres. Råstoffet er sjeldne jordmetaller på ioneform, for eksempel i en syreløsning.

Reetec har fått en ideell partner i Yara. De har nemlig et råstoff som inneholder metallene Reetec er ute etter.

- Det ideelle er at Yara kan skaffe oss et konsentrat som inneholder mer enn 20 prosent sjeldne jordmetaller som vi deretter kan foredle til 99 – 99,999 prosent, sier Sporstøl.

Yaras "lekegrind" der prosessteknologien for gjødselproduksjon hele tiden forsøkes forbedret og optimalisert. Her testes også Yaras del av å utvinne de sjeldne jordmetallene. Bilde: Tore Stensvold

Avdelingsleder Kari-Anne Leth-Olsen i Yara forklarer hvordan gjødselselskapet på 80 og 90-tallet, den gang det het Hydro, forsket fram en metode for å hente ut svært konsentrerte sjeldne jordmetaller, fra apatitt, det vil si deres fosfatråstoff.

Produksjonen skjedde i Glomfjord og ble kommersialisert. Men kort etter kom Kina på banen og dumpet prisene. Hydro klarte ikke konkurransen og la ned denne produksjonen.

Kunnskapen ble imidlertid ikke glemt. Den har Yara bygget videre på, og har nå utviklet en ny og mer miljøvennlig metode. 

Men renheten er ikke så høy som tidligere. Det gjør ikke noe.

Bra er godt nok

- Reetec kan klare seg med en renhet på mer enn 20 prosent. Da blir vår del av prosessen også rimeligere, sier prosjektleder Tom Jørgensen.

Han understreker at kjemikaliene Yara benytter kan inngå i gjødsel uten fare for verken planter, dyr eller mennesker. Gjødselproduktene er underlagt strenge krav.

Prosjektleder Tom Jørgensen i Yara sier at de også tester prosessene på fosfatholdige mineraler fra flere kilder. Bilde: Tore Stensvold

Yara benytter 650.000 tonn fosfatråstoff i året. Mengden sjeldne jordmetaller vil varierer ut fra type apatitt.

- Fosfatråstoffer som har opprinnelse fra vulkanske områder inneholder mest sjeldne jordmetaller, sier Jørgensen.

Sigve Sporstøl i Reetec tegner og forklarer, men går ikke dypt inn i de tekniske detaljene. Bilde: Tore Stensvold

Mens han og Leth-Olsen forteller, spretter Sporstøl opp og begynner å fylle en tavle med bokser og prosesskjemaer. Han er i ferd med å gå vekk fra sin «avtale» om ikke å si noe om prosessen.

Han tegner opp bokser som viser de ulike trinnene i konvensjonell prosess, og en rekke under med færre trinn. Detaljer unnlater han likevel å avsløre.

- Det vi viser her er bare en generell prosess-skisse som ikke sier noe om teknologiene, sier Sporstøl.

Urban mining

Sporstøl legger ikke alle eggene i Yaras kurv.

- Vi ser også på andre kilder til råstoff. Da kan vi få større volum, sier han.

Avdelingsleder Kari-Anne Leth-Olsen i Yaras forskningsavdeling. Bilde: Tore Stensvold

Blant mulige råstoffleverandører finnes for eksempel gjenvinningsstasjoner for elektronisk avfall.

Det er store mengder metaller i smarttelefoner og elektronikk. Utfordringen er å skille dem ut på en mest mulig miljøvennlig måte.

- Det bør helst robotiseres, sier Sporstøl.

I tillegg jobbes det forskjellige gruveprosjekter der sjeldne jordarter er biprodukter.

- Målet er å bli mindre avhengige av Kina. Vi er svært stolte av å være med på et prosjekt der vi skaper verdier ved å ta i bruk en uutnyttet ressurs, sier Leth-Olsen.

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)