Text: Simon Matthis
Sällsynta jordartsmetaller har blivit geopolitiskt sprängstoff, inte minst på grund av president Donald Trump hot om att överta Grönland där man antar att det finns stora resurser med dessa material. Dessutom har Kina börjat utnyttja sin dominerande ställning på området som handelspoliskt påtryckningsmedel. Det florerar också många missuppfattningar om sällsynta jordartsmetaller, till exempel att de skulle vara så ovanliga.
Sällsynta jordartsmetaller är tillsammans med många andra metaller eller mineral listade som kritiska eller strategiska för EU:s framtid. I några fall buntas dock även andra kritiska eller strategiska råvaror ihop med de sällsynta jordartsmetallerna, eller REE-gruppen (den gängse engelska förkortningen av ”rare earth elements”). Ibland brukar till exempel kobolt och litium felaktigt räknas dit, men det är exempel på kritiska metaller, en bredare benämning. Det berättar Stefan Andersson, statsgeolog på SGU.
Stefan är berggrundsgeolog som studerat geologi vid Uppsala universitet, och har doktorerat och disputerat vid Helsingfors universitet. Till SGU kom han 2022, men har arbetat med REE de senaste 10 åren.
Stefan Andersson. Foto: SGU
Låga koncentrationer
Stefan Andersson påpekar att REE inte heller är några ”jordar”, bokstavligt talat. Att de kallas så beror på översättningen från engelska (”rare earth elements”). Ursprunget till den formuleringen kan i sin tur vara franskans ”terres rares”, som i slutet av 1700-talet och början av 1800-talet när REE upptäcktes användes för ”eldfasta oxider” (”Lanthanides, Actinides et Imagerie par résonance magnétique”). Samtliga REE är metalliska.
REE är inte heller så ovanliga som namnet ger skäl att tro. REE förekommer ganska utbrett i jordskorpan, i nivå med vissa vanliga metaller. Cerium är till exempel ungefär lika vanligt förekommande i jordskorpan som koppar, kobolt och bly – och betydligt mer spritt än guld och silver i naturen, enligt Encyclopædia Universalis. Att de kallas ”sällsynta” har att göra med att de dels är svåra att separera kemiskt, dels påträffas i så låga koncentrationer att utvinningen av dem inte är ekonomiskt försvarlig.
– REE är väldigt likartade kemiskt, de förekommer i naturen tillsammans i samma mineral, säger Stefan Andersson.
Sammangyttrade i samma mineral med mycket likartade kemiska och fysikaliska egenskaper gör REE svåra att separera från varandra.
Xenotim är ett mineral ur vilket man kan utvinna yttrium och de tunga sällsynta jordartsmetallerna som dysprosium, ytterbium, erbium och gadolinium. Man kan även slipa ädelstenar av xenotim. Foto: Christian Rewitzer/Wikimedia Commons
Lätta och tunga REE
Man brukar också skilja på lätta och tunga REE.
– Man separerar dem efter atomvikt i lätta och tunga jordartsmetaller, även om gränsen är lite flytande, säger Stefan Andersson.
– Vissa mineral har en specifik kristallstruktur som gör så att lätta REE ”föredrar” dem, förklarar han.
Lätta REE är vanligare än tunga REE, men de sistnämnda mer eftertraktade. Till gruppen tunga REE räknas dysprosium, yttrium, terbium, holmium, erbium, tulium, ytterbium, yttrium och lutetium.
Enligt Stefan är tunga REE ännu svårare att koncentrera genom geologiska processer. En av de platser på jorden där man påträffat dessa ämnen, i så stora volymer att det skulle motivera produktion i kommersiell skala är Norra Kärr, som ligger mellan Gränna och Ödeshög.
Eudialyt är ett mineral som bland annat finns i Grönland och Norra kärr utanför Gränna, där man har hittat stora fyndigheter av sällsynta jordartsmetaller. Foto: Baryonyx/Wikimedia Commons
Norra Kärr
– Runt Vättern finns en unik bergart som innehåller mycket tunga sällsynta jordartsmetaller. Det gör det intressant ur ett europeiskt perspektiv, säger Stefan Andersson, som dock själv inte varit delaktig i projektet, då det ligger utanför SGU:s karteringsverksamhet.
Särskilt dysprosium är hett eftertraktat vid tillverkning av permanentmagneter för till exempel vindkraftverk. Det används också i kärnreaktorer.
Som gruvprojekt drivs Norra Kärr idag av Greenna Mineral AB, ett dotterbolag till ett kanadensiskt prospekteringsbolag. Bolaget ansökte nyligen om bearbetningskoncession för en gruva hos Bergsstaten. Myndigheten vill tillstyrka koncessionen men då länsstyrelsen är av en annan mening har ärendet skickats vidare till regeringen för ett avgörande.
Radioaktivt avfall
Vad som gör REE-utvinning extra utmanande är de föroreningar de kan generera; i Kina har till exempel starka syror och ammoniak använts vid urlakning av REE från så kallade vittringsjordar vilka sedan kan förgifta vattendrag och risodlingar, berättar Andersson.
Som en biprodukt av utvinningen uppstår också ofta radioaktivt avfall. Även om sällsynta jordartsmetaller inte är radioaktiva i sig själva, medför arbetet med att separera dem från andra radioaktiva metaller (torium eller uran), som de ibland sitter ihop med, att radioaktivt avfall genereras. Norra Kärr innehåller dock förhållandevis låga nivåer av uran och torium.
Monazit är ett fosfatmineral och ”värd” för många av de sällsynta jordartsmetallerna, som cerium, lantan, neodym, praseodym. Foto: Rob Lavinsky, iRocks.com/Wikimedia Commons
I det område som Stefan Andersson nyligen har karterat för SGU:s räkning – norra Småland – förekommer dock en hel del uran i berggrunden tillsammans med REE.
– I vårt område i Småland är det inte ovanligt med uran i berggrunden. Om man skulle utvinna de sällsynta jordartsmetallerna där måste man ha bra processer för utvinning, bra och omfattande bakomliggande undersökningar, och kunna ta hand om biprodukterna, säger han.
Målet med karteringsprojektet är dock inte utvinning; det går ut på att undersöka och provta berggrunden med fokus på förekomster av kritiska och strategiska råvaror, inklusive REE. Det ligger under ett större regeringsuppdrag som innefattar en utökad kartering av malmpotentiella områden i Sverige.
På flera ställen har man hittat något förhöjda halter av REE, bland annat tidigare helt okända förekomster, som i ett gruvområde norr om Blankaholm.
Att man identifierat flera nya förekomster av REE i området visar att ”de mineraliserande systemen har en större regional utbredning än tidigare antagits”, enligt Stefan Andersson. Det indikerar att det finns potential för ytterligare REE-fynd där. Resultaten från karteringen kommer att publiceras i en SGU-rapport senare under projekts gång.
Sex sällsynta jordartsmetaller (medurs från övre vänstra hörnet): gadolinium, praseodym, cerium, lantan, neodym och samarium. Foto: Peggy Greb/US Department of Agriculture/Wikimedia Commons
Holistiskt perspektiv
Stefan Andersson betonar det holistiska perspektivet i kartläggningarna.
– Vi tittar inte bara på var bergarter bildats, utan också hur och när. Det är framför allt viktigt att förstå när bergarterna bildats och hur olika mineraliseringar bildats.
Karteringen pågår maj till september, under den ljusa delen av året.
– Då tittar vi på berghällar, dokumenterar de bergarter som finns och tar bergartsprover för vidare analys.
– Prover tar vi om vi ser något intressant och gör sedan en kemisk analys. Med bergartsprover kan man bland annat få fram koncentrationer för olika grundämnen i det prov som analyseras, säger Stefan med förbehållet att det är en annan fråga är om provet är representativt eller ej.
– Vi undersöker och dokumenterar mest ytan, där berggrunden är blottad, men gör inga omfattande undersökningar på djupet, förtydligar Stefan Andersson och tillägger att det är upp till prospekteringsbolagen att göra sådana undersökningar.
Hur är det med lösa stenar? Görs provtagningar av dem?
– Bara om man bedömer om stenen kommer från området lokalt, men det finns många geologiska processer som gör så att vissa stenar kan ha transporterats väldigt långt.
Synliga för blotta ögat
Kan man se sällsynta jordartsmetaller med blotta ögat?
– Man kan inte se de sällsynta jordartsmetallerna i sig, utan bara det mineral de är bundet i, dess ”värd”. Det är ganska svårt även för bergartsgeologer att hitta dem, det krävs viss erfarenhet. Men med ett tränat öga går det ofta med stor sannolikhet känna igen mineral som innehåller REE direkt i fält, förklarar Stefan Andersson.
Han förtydligar att det speciellt gäller i närheten av områden som man undersökt sedan tidigare, i Stefans fall bland annat området i Småland.
– Där kan jag säga att här eller där kan det finnas förekomster som innehåller sällsynta jordartsmetaller, hur stora dessa är eller hur det ser ut på djupet vet vi mindre om.
Några av de vanligaste värdmaterialen för REE är mineralen monazit, bastnäsit (uppkallad efter en gruva i Västmanland) och xenotim, som samtliga förekommer i Sverige.
– De kan man se som enskilda kristaller, gula, gulbruna eller rödbruna, ibland halvtransparenta.
Svensk upptäckt
Redan 1787 beskrev Carl Axel Arrhenius ett nytt grundämne, yttrium, som den första REE, efter att ha undersök gruvgångarna i Ytterby på Resarö. Därefter upptäcktes de andra REE under 1800-talet och fram till början av 1900-talet. Men det är först på senare tid som man börjat se dem som strategiskt viktiga, tack vare deras roll i högteknologiska användningsområden.
Stefan Andersson berättar att man i det ovannämnda området i Småland sedan länge känt till att det funnits REE.
– I Västerviksområdet i Småland gjorde man uranprospekteringar redan på 50- och 60-talet och utifrån regionala rekognoseringar på 90-talet visste man genom kemiska provtagningar att det fanns sällsynta jordartsmetaller. Men då var det inte lika relevant.
Enligt Andersson var det främst på 2010-talet som REE började uppmärksammas globalt, och i samband med det gjordes en första ”resursberäkning” där en uppskattning av koncentrationer och volymer med REE gjordes för fyndigheten Olserum i Småland.
Fakta: Sällsynta jordartsmetaller
Förkortas ofta REE (efter ”rare earth elements”)
Förekommer i Sverige oftast i mineralen bastnäsit, monazit, xenotim och allanit
REE är en grupp om 17 grundämnen, som alla är metaller, som består av 15 lantanoider med atomnummer 57-71, plus skandium och yttrium
Brukar delas upp i tunga och lätta sällsynta jordartsmetaller
REE består av lantan (La), cerium (Ce), praseodym (Pr), neodym (Nd), prometium (Pm), samarium (Sm), europium (Eu), gadolinium (Gd), terbium (Tb), dysprosium (Dy), holmium (Ho), erbium (Er), tulium (Tm), ytterbium (Yb), lutetium (Lu), skandium (Sc), yttrium (Y)
Den första kända upptäckten av sällsynta jordartsmetaller gjordes i slutet av 1700-talet då man i Ytterby gruva på Resarö utanför Vaxholm hittade ett svart mineral med för den tiden okända grundämnen i pegmatit. I Ytterby gruva har åtta grundämnen upptäckts genom åren, som fått namnen: yttrium, ytterbium, terbium och erbium, holmium (efter Holmia, det latinska namnet på Stockholm), skandium, tulium och tantal.
Källa: SGU
