Kriittiset metallit Suomessa Laura S. Lauri, Geologian tutkimuskeskus
Kriittiset raaka-aineet ja Euroopan unioni EU:n teollisuus on riippuvainen raaka-aineiden tuonnista Raaka-ainealoite 2008 Critical Raw Materials for the EU-raportit 2010 ja 2014 EU:n määrittelemät kriittiset metallit ja mineraalit (2014): Antimoni Beryllium Boraatit Fluoriitti (mineraali) Fosfaattikivi (mineraali) Gallium Germanium Grafiitti (mineraali) Harvinaiset maametallit (REE) Indium Koboltti Koksi (hiili) Kromi Magnesium (metalli ja mineraali) Niobi Metallinen pii Platinaryhmän metallit (PGM) Volframi
Mikä tekee raaka-aineesta kriittisen? Report on critical raw materials for the EU, May 2014
EU:n teollisuuden tarvitsemien metallien tärkeimmät tuottajamaat Euroopan ulkopuolella vuonna 2014 U.S.A Molybdeeni 25% Beryllium 89% Brasilia Niobi 90% Chile Litium 36% D.R.Congo Etelä-Afrikka Rhodium 79% Platina 68% Kromi 51% Koboltti 50% Ruanda Tantaali 50% Venäjä Palladium 42% Kiina Harvinaiset maametallit 86% Antimoni 78% Volframi 83% Molybdeeni 38 % Vanadiini 53% Fluoriitti 64% Fosfaatti 45% Australia Grafiitti 67% Litium 36% Germanium 72% Magnesium 88% Indium 51%
Kriittiset metallit Suomessa - nykytila Kaivos- ja rikastamotuotantoa: Kromi (Kemi) Koboltti (Talvivaara, Kevitsa, Hitura, Kylylahti) Platinaryhmän metallit (Kevitsa, Hitura) Fosfaattikivi (Siilinjärvi) Kvartsi (Kinahmi) Germanium (Freeport Cobalt Oy) Tunnettuja esiintymiä, joita kehitetään: Platinaryhmän metallit (Suhanko) Fosfaattikivi (Sokli) Niobi, tantaali (Länttä, sivutuote)
Kriittiset metallit Suomessa - tulevaisuus Vähän tai ei lainkaan löytöpotentiaalia: boraatit, koksi, fluoriitti, gallium, germanium ja indium Kaikista muista kriittisistä raaka-aineista tunnetaan esiintymiä Suomen kallioperässä Aiempaa kaivostoimintaa: Volframi (Ylöjärvi) Harvinaiset maametallit (Korsnäs) Beryllium (Rosendal)?
Antimoni (Sb) Puolimetalleihin kuuluva alkuaine Kuva: Jari Väätäinen, GTK Nykyisin palonestoaine, tulevaisuudessa käyttöä puolijohdeteollisuudessa ja mahdollisesti LCD-näytöissä indiumtinaoksidin korvaajana. Suomessa yksi tunnettu esiintymä Nurmon Kalliosalossa. Esiintymässä on malmiarvion mukaan 1.04 Mt malmia, jonka antimonipitoisuus on 0.41 %. Ruotsissa joitakin tunnettuja esiintymiä, joissa antimonivarantoja arviolta 25000 t.
Kuva: Jari Väätäinen, GTK Beryllium (Be) Maa-alkalimetalleihin kuuluva kevyt, myrkyllinen alkuaine Elektroniikkateollisuudessa laajasti käytetty metalli Suomen ja Fennoskandian alueelta tunnetaan yhdeksän esiintymää, joissa beryllium esiintyy arvometallina. Esiintymien yhteenlasketut berylliumvarannot ovat 127 Mt. Tunnetuin esiintymä on Kemiönsaaren Rosendalin berylliumpitoinen pegmatiittijuoni, josta on louhittu kvartsia jo 1900-luvun alussa.
Koboltti (Co) Kova ja kiiltävä metalli, joka esiintyy monimetallimalmeissa (kupari, nikkeli, kulta) Käyttö akku- ja turbiiniteollisuudessa, magneeteissa ja väriaineena Suomessa ja Fennoskandiassa useita esiintymiä Tuotantoa tällä hetkellä ainakin Kevitsan, Hituran, Kykylahden ja Talvivaaran kaivoksista Suomi on maailman toiseksi suurin koboltin jalostaja (raaka-ainetta kotimaan tuotannon lisäksi mm. Kongosta, Venäjältä, Australiasta ym.) Kuva: Jari Väätäinen, GTK
Volframi (W) Siirtymämetalli, jolla on erittäin korkea sulamispiste (3422 C), kovuus ja tiheys (19.25 g/cm 3 ) Tärkeimmät malmimineraalit volframiitti ja scheeliitti Käytetään kovametallisovelluksissa (volframikarbidit) ja terästeollisuudessa Suomessa ja Fennoskandian alueella useita tunnettuja esiintymiä, joista on tuotettu 25000 t volframia (nykyään ei tuotantoa), varantoja ainakin 10000 t Suomessa ja lähialueilla Kuvat: Jari Väätäinen, GTK
Platinaryhmän metallit (Pt, Pd, Ir, Rh, Ru, Os) Kuusi siirtymämetallia, joilla on keskenään samankaltaiset kemialliset ominaisuudet Toimivat katalyytteina kemiallisissa reaktioissa Tärkeimmät käyttökohteet autojen katalysaattoreissa sekä koruteollisuudessa, myös kemian teollisuudessa katalyytteina Suomessa ja lähialueilla useita tunnettuja esiintymiä, joista Ranuan Suhankoa kehitetään (pre-feasibility study 2012), tuotantoa Kevitsasta ja Hiturasta sivutuotteena Kierrätystuotantoa esim. New Bolidenin Rönnskärin sulatossa
Niobi (Nb) ja tantaali (Ta) Esiintyvät yleensä graniiteissa, pegmatiiteissa ja alkalikivissä (mm. karbonatiiteissa) Käyttökohteita teräs- ja elektroniikkateollisuudessa (esim. jaloteräs, matkapuhelimet, kannettavat tietokoneet) Tärkeimmät malmimineraalit pyrokloori (Ca,Na) 2 Nb 2 O 6 (OH,F), kolumbiitti (Mn,Fe)(Nb,Ta) 2 O 6, tantaliitti FeTa 2 O 6 ja mikroliitti (Ca,Na) 2 Ta 2 O 6 (O,OH,F), mutta Nb- Ta-malmimineraaleja tunnetaan yli 70 ja louhittavat malmit sisältävät yleensä useita eri mineraalifaaseja. Niobin ja tantaalin kokonaispitoisuus rikasteessa ratkaisee hinnan. Kuva: Jari Väätäinen, GTK
Harvinaiset maametallit (REE) Ryhmä metalleja, joiden kemialliset ominaisuudet muistuttavat toisiaan ja jotka esiintyvät yleensä yhdessä; jaetaan kevyisiin (LREE: La-Sm) ja raskaisiin (HREE: Eu-Lu) Käyttökohteita mm. keraamit, magneetit, katalyytit, lasiteollisuus, fosforit Harvinaiset maametallit eivät ole kovin harvinaisia, mutta ne rikastuvat harvoin malmeiksi ja niiden erottaminen toisistaan on kallista ja työlästä Erityisesti HREE:stä (terbiumista, dysprosiumista ja yttriumista) tulee olemaan pulaa, ellei uusia esiintymiä saada tuotantoon
Suomen REE-esiintymät ja tutkimusalueet Korsnäs (louhittu loppuun) Soklin karbonatiitti-intruusio Katajakankaan alkaligneissi Mäkärän kulta-ree-aihe Lamujärven alkalikivet Panjavaaran REE-karbonatiittijuonet Kovelan monatsiittigraniitti Sokli Vartiainen 1998
Grafiitti (C) Yleisin hiilen esiintymismuodoista, tahraava, pehmeä, harmaa tai musta mineraali, joka koostuu ohuista hiiliatomikerroksista Käytetään voiteluaineena, metalli- ja terästeollisuudessa, jarruissa, paristoissa ym. Luonnongrafiitti jaetaan kahteen hintaluokkaan: halvempi, amorfinen grafiitti ja kalliimpi hiutalegrafiitti Suomessa tutkitaan korkean metamorfoosin kokeneiden alueiden (mm. Ylä-Lapin alue, Kemijärven ympäristö, Sulkavan alue) hiutalegrafiittipotentiaalia
Fosfaattikivi (P) Tärkein malmimineraali apatiitti Ca 5 (PO 4 ) 3 (OH,F,Cl) Lannoiteteollisuuden raaka-aine Suomessa useita esiintymiä tuotannossa olevan Siilinjärven lisäksi Sokli Kortejärvi, Laivajoki Iivaara Kauhajoen alueen gabrot Lapin appiniitit
Yhteenveto EU on riippuvainen tuontiraaka-aineista, Suomen tilanne tällä hetkellä hieman parempi Kriittisten raaka-aineiden listaa päivitetään jatkuvasti vastaamaan teollisuuden raaka-ainetarvetta, listalle nousee uusia raaka-aineita ja siltä putoaa vähemmän kriittisiksi arvioituja GTK kartoittaa Suomen kallioperän potentiaalia uusien esiintymien löytämiseksi myös kriittisten raaka-aineiden osalta -> uudet aiheet tarjouskilpailuun TEM:n kautta