I dag styrer Kina brorparten av verdens tilgang på sjeldne jordartselementer, deriblant grunnstoffer som produsenter av elbiler og vindturbiner trenger. Nå skal tre aktører fra industri- og forsknings-Norge hjelpe EU med et mottrekk, for å bryte Kinas tilnærmede monopol.
Med SINTEF som deltaker på laget skal de norske selskapene Yara og REEtec sørge for at det blir mulig å dra sjeldne jordarter ut av råstoffet som mates inn i Yaras gjødselfabrikk i Porsgrunn.
I et stort forsknings- og innovasjonsprosjekt i EU-regi har de norske deltakerne med seg en tysk industribedrift som vil bruke jordartselementer fra Yaras gjødselråstoff til å lage lette og sterke permanentmagneter.
Nettopp permanentmagneter er kjernen i maskineriet som får vindturbiner til å lage strøm og elektriske biler til å bevege seg.
125 millioner forskningskroner fra EU
Sjeldne jordartsmetaller (Rare Earth Elements - REEs)
- En gruppe metaller som brukes i høyteknologiske produkter og grønne teknologier.
- Produseres fra mineralene bastnäsitt, monasitt og ionisk leire. 80 prosent av produksjonen skjer i Kina.
- Finnes også i visse typer apatitt, som Yara bruker som fosfatråstoff til kunstgjødsel. Denne ressursen er så lang ikke utnyttet kommersielt bortsett fra en kort periode i Glomfjord på 90- tallet.
- De viktigste anvendelsene er:
- Supermagneter, som er 50 ganger sterkere enn jernmagneter og som brukes i el-biler og vindmøller.
- Fluoriserende materiale i LED og sparepærer, lasere, flatskjermer, optiske sensorer og fibre.
- Katalysatorer, keramiske produkter, sliping av glass
- Legeringer for å bedre egenskapene til magnesium og aluminium
Gjennom flere år har Yara og REEtec jobbet med å utvikle teknologien som trengs for å utvinne de aktuelle jordartselementene fra gjødselråstoff. I dag blir disse elementene med i gjødselen og ender dermed i jorda hos gjødselkundene. Der har de imidlertid ingen funksjon.
I liten skala har de to selskapene alt vist at utvinningsteknologien fungerer. Nå skal de oppskalere den gjennom et felleseuropeisk forsknings- og innovasjonsprosjekt som har fått navnet SecREEts. SINTEF leder prosjektet, der både Yara og REEtec har nøkkelroller.
Nylig ble det klart at prosjektet får 125 millioner kroner i støtte fra EUs Horizon 2020-program.
Mangfoldig steinmateriale
Bakteppet er det fosfatholdige steinmaterialet Yara bruker som råstoff i gjødselen sin. I alt inngår 16 sjeldne jordartsmetaller i Yaras gjødselråstoff. De to mest verdifulle er praesodym og neodym, grunnstoffene som med ett gjorde Tesla i stand til å produsere langt lettere permanentmagneter enn det som var mulig tidligere. Nettopp disse to står i fokus i SecREEts-prosjektet.
Ett av målene for prosjektet er at de ettertraktede elementene i steinmaterialet først skal hentes ut av gjødselråstoffet og oppkonsentreres i Yaras gjødselfabrikk i Porsgrunn.
Så skal REEtec separere elementene fra hverandre med høy renhet, i et kommende demo-anlegg – så å si vegg i vegg med Yaras fabrikk.
Blir Europas eneste produsenter
Hensikten er å sikre en bærekraftig, stabil og sikker produksjon av sjeldne jordartselementer i Europa. Tilgang på disse råvarene er viktig for Europas konkurranseevne. EU har derfor et uttalt mål om å redusere avhengigheten av Kina på dette feltet, gjennom å etablere en forsyningskjede basert på europeisk råstoff og europeiske foredlere og produsenter.
Teknologien til Yara og REEtec er i tillegg langt mer miljøvennlig enn den utvinningsmetoden Kina bruker. Lykkes SecREEts-prosjektet, blir de to norske selskapene Europas eneste produsenter av sjeldne jordartselementer.
Hjemhenting av penger fra Brussel
- EUs Horizon 2020 er verdens største program for forskning og innovasjon.
- Det er et uttalt mål for Norge som deltaker i programmet, at norske bedrifter og forskningsinstitusjoner får en rimelig andel av prosjektstøtten som tildeles.
- Slik sett er SecREEts alt en suksess, når over åtte millioner euro tilfaller de norske deltakerne. Dette er nest største tildeling til Norge i programmets historie.
- Totalrammen for prosjektet, inklusive deltakernes egne bidrag, er på nærmere 200 millioner kroner.
– Vi er glade for å være med på dette prosjekt som handler om å skape verdi ved å ta i bruk en uutnyttet ressurs, sier Kari-Anne Leth-Olsen, avdelingsleder ved Yaras teknologisenter i Porsgrunn.
Demo-fabrikk klar i år
Yaras nabo REEtec har utviklet en ny separasjonsteknologi for sjeldne jordarter og har hatt et pilotanlegg i drift i noen år.
Basert på gode erfaringer herfra, har selskapet besluttet å etablere et demonstrasjonsanlegg i industriell skala på Herøya. Anlegget skal være klart til produksjon i løpet av året.
– Å kunne utnytte råstoff fra Yara, passer utmerket inn i våre planer for et industrielt separasjonsanlegg på Herøya, sier Sigve Sporstøl, administrerende direktør i REEtec AS.
Slo ut 48 konkurrenter
EU-prosjekter er til dels krevende å få tilslag på, og de er også arbeidskrevende å lede. Hele 49 prosjektgrupper søkte midler i denne tildelingsrunden, og kun fire «finalister» kom gjennom de to søknadsrundene.
SINTEF, et av de tyngste kompetansemiljøene på metaller i Europa, vil i tillegg til å lede SecREEts-prosjektet, støtte utviklingen av prosesser og rutiner hos Yara og REEtec. Forskningsinstituttet vil også styrke sin egen ekspertise innen utvinning av sjeldne jordarter. Der det er aktuelt, vil SINTEF dele nyvunnen kunnskap med forskningsmiljøer i EU.
– Prosjektet vil styrke norsk og europeisk metallindustri og bidra til verdiskaping, arbeidsplasser og bedre miljømessig utnyttelse av ressurser og produkter, sier Eli Aamot, konserndirektør i SINTEF.
Slik skal gjødselråstoff bli permanentmagneter
- Flere pilotprosesser skal etableres i EU-prosjektet SecREEts. Den første skal hente ut de sjeldne jordartene fra Yaras gjødselråstoff som et konsentrat.
- Yara bruker 650 000 tonn fosfatholdig stein i sin produksjon i Porsgrunn. Den inneholder
0,3 – 1, 0 prosent sjeldne jordarter som i dag ikke utvinnes. Med så lavt innhold, er utvinning fra tilsvarende jomfruelig stein i naturen ulønnsom. - I samarbeid med REEtec skal Yara etablere en tilnærmet integrert produksjon der Yara konsentrerer opp jordartene.
- Så vil REEtec bruke sin teknologi til å separere de sjeldne jordartene til renhetsgrader fra 99 prosent og helt opp til 99,999 prosent.
- Prosessen gir sjeldne jordartsoksider, som i SecREEts-prosjektet skal leveres til engelske Less Common Metals (LCM). Av disse vil selskapet utvinne metaller som så blir levert til tyske Vacuumschmelze (VAC), en ledende europeisk produsent av permanentmagneter.
