rfr · H90WRFR10 · 2022-05-04 00:00:00 — På handlar ICM-forskningen främst om spårelementanalyser och datering av associerade med ICM-mineraliseringar. En gedigen studie av REE-fyndigheten har precis färdigställts i form av en doktorsavhandling (). leder ett forskningsprojekt i samarbete med på ICM i Bergslagen, forskning som kommer att utmynna i ett flertal studentuppsatser och en doktorsavhandling. Denna forskning handlar främst om mobilitet KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH BILAGA 1 hos ICM och basmetaller vid omvandling av berggrunden. På berör ICM-forskningen bland annat förekomsten av indium, gallium, germanium och REE i restprodukter från tidigare gruvdrift och från aktiva gruvor av olika malmtyper, samt från granitgenererade hydrotermala mineraliseringar (ex. et al. 2019, och 2019). Vid () bedrivs forskning relaterat till ICM längst hela värdekedjan, ofta i en multidisciplinär konstellation. bedrivs ett par EU-finansierade forskningsprojekt inom den första delen av värdekedjen, ett om litium-prospektering, som utförs i (), samt ett rörande tolkning av geofysiska data från Sarfartoq-karbonatiten i , med fokus på sällsynta jordartsmetaller (Bedini och 2018). Ett nytt EU-finansierat projekt (EIS - ) som syftar till att utveckla verktyg för litium, kobolt och REE-prospektering i startar . Forskning på LTU kring karaktärisering av ICM i och restprodukter pågår tillsammans med gruvindustrin i alla malmdistrikt. Det handlar om exempelvis förekomst, fördelning och halter av ICM i malmmineral och i slagg, hur dessa beter sig i anrikningsprocesserna, om de utgör en förorening eller framtida tänkbar biprodukt, samt om möjlighet ges deras roll i malmbildningsprocessen. Analysmetodik för detektion av dessa små beståndsdelar av en malm utvecklas med hjälp av den senaste tekniken inom svepelektronmikroskopi, tomografi, laserteknik och synkrotronanalys (). Ett avslutat EU-finansierat projekt har handlat om bland annat REE i olika värdmineral och procesströmmar i (et al. Forskning om spårmetallkaraktären hos olika litiummalmer och dess relevans för renheten av slutprodukten har avslutats (LiRef, se nedan). Forskning gällande processer för anrikning, utvinning och återvinning av både litium och grafit ur råmaterial från primära källor (malm) och sekundära källor (litium-jon batterier) pågår. Dock handlar forskningen på LTU kring anrikning och utvinning mestadels om järn och basmetaller men det kan i olika processsteg finnas materialströmmar innehållande ICM som då också studeras om möjlighet ges. Hur ICM förekommer och rör sig vid vittring av gruvavfall, och hur de påverkar omkringliggande vattendrag, men också hur de förekommer naturligt i vattendrag, är något som studeras på LTU. Forskningen handlar då om att förstå hur dessa metaller rör sig naturligt i miljön för att öka kunskapen om deras beteende vid eventuell gruvbrytning. Följande två forskningsprojekt (som avslutats) är exempel på multidisciplinär forskning som bedrivits på LTU av forskargrupper från olika ämnesområden längst värdekedjan, och som har utmynnat i ny och viktig kunskap gällande förekomst, mobilitet och möjlighet till utvinning av specifika ICM. Projekten har resulterat i vetenskapliga publikationer, studentuppsatser och doktorsavhandlingar, exempelvis avhandlingarna: BILAGA 1 KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH REMinE – Improve resource efficiency and minimize environmental footprint Syftet var att studera förekomst och mobilitet av bland annat beryllium, vismut och i gruvavfall, grundvatten och ytvatten i Yxsjöberg. Anrikningssanden som studerats kommer från brytning av största volframmalm och avfallet har legat deponerat på gruvområdet . Syftet var att studera hur dessa metaller förekommer och har påverkats av deponeringen, samt om de har lakat ut från området. Resultaten gav en förbättrad förståelse för metallernas mobilitet, transport och fastläggning i naturen, samt dess påverkan på ekosystem, vilket fram till nu varit föga känt. Dessa ämnen förespås öka i samhället i samband med ökad återvinning av högteknologiska produkter. Resultaten har även tagits i beaktande gällande frågan om det är miljömässigt fördelaktigt att använda “re-mining” som saneringsmetod i Yxsjöberg, dvs utvinna ICM ur de gamla restprodukterna för att förhindra ytterligare mobilitet. Anrikningsförsök utfördes för att studera möjligheterna till exempelvis utvinning av . LiRef - Multi-feed lithium technology Syftet var att validera den tekniska, ekonomiska, juridiska och sociala bärigheten hos en ny elektrokemisk process för direkt omvandling av spodumenkoncentrat till hög-ren litiumhydroxid. Spodumen och spodumenkoncentrat från ett flertal europeiska fyndigheter och producenter studerades, med tanken att främja utvecklingen av en hållbar europeisk värdekedja. Föroreningar i spodumen från olika litium-malmer studerades med den senaste tekniken inom mikroanalys och kopplades till renheten av slutprodukten. Det pågår en hel del forskning gällande ICM internt på olika företag. Detta är exempel på några av de större projekten som pågår för tillfället: •LKAB har i flera perioder gjort studier och utvärderingar av möjligheten av utvinning av REE ur apatit från sina järnmalmer. Studierna har visat på att betydande mängder av framför allt LREE skulle kunna utvinnas från apatit som en biprodukt, men de har även visat på bristande lönsamhet varför någon produktion aldrig blivit av. Efter den kraftiga (men tillfälliga) prisuppgången 2010 så har det åter blivit aktuellt att undersöka möjligheten till kommersiell utvinning av REE och ett samarbete med KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH BILAGA 1 Rangsells visade på en teknisk och ekonomisk möjlighet att utvinna en säljbar fosforprodukt och REE från apatit som deponerats i sandmagasin vid Kirunagruvan. Projektet drivs nu av med delvis annat upplägg, där apatiten tillvaratas redan vid anrikningen av järnmalmen i pågående järnmalmsproduktion. Avsikten är att bygga en anläggning för att utvinna en högren fosforprodukt och REE (). Anläggningen skulle då täcka en betydande del av EU:s REE-behov (). har liknande planer för utvinning av apatit från sandmagasinen från tidigare järnmalmsbrytning i . Vidare planerar och inom ramen för industrisatsningen ReeMAP att anlägga en industripark i för att utvinna pyritkoncentrat från Aitikgruvan i som senare ska förädlas till fossilfri svavelsyra. Svavelsyran ska användas i processer för utvinning av REE och fosfor. Svavelsyraproduktionen kommer i sin tur att generera överskottsvärme som kan användas i industriparken. Från restprodukter innehållande pyrit och apatit från de båda företagens verksamheter i och kommer således svavelsyra och fosfor, sällsynta jordartsmetaller och gips att produceras. •Utöver detta har bland annat utfört geometallurgiska studier avseende möjligheten att utvinna (monazit) som biprodukt ur anrikningsavfall från Kankbergsgruvan () i . Mängderna av monazit är dock tämligen små och en eventuell utvinning förväntas inte ge något påtagligt bidrag till REE- produktionen inom EU men är självklart positiv ur ett hållbarhetsperspektiv. har systematiskt undersökt sina på tänkbara framtida biprodukter. Förutom REE i ett par har de i samverkan med LTU även studerat bl.a. kobolt, , molybden, antimon och rhenium (ex. et al. 2014, Minz et al. 2015, Warlo et al. •Talga Resources genomför provbrytning av grafitfyndigheten i Nunasvaara, samt metallurgiska försök med avsikt att med förnyelsebar energi producera anoder till batterier. Förädlingen planeras att ske i med start . Det är i första hand anoder till Li-jonbatterier (Talnode®-C) för elbilar men även andra typer av anoder för stationära batterier (Talnode®-E). Det sker också försök att utveckla en kommersiell grafenprodukt (Talphene®). Talga har även koboltprojekt i där () metallurgiska studier gett positiva resultat. •Leading Edge Materials med sitt pågående projekt i har utfört anrikningstester och metallurgiska tester för utvinning av REE. Ingen bearbetningskoncession är ännu ansökt och projektet har mött starkt motstånd från bl.a. lokal opinion. Fyndigheten är relativt låghaltig och värdmineralet har inte tidigare utgjort råvara för REE i andra delar av världen och kräver syralakning i utvinningsprocessen. BILAGA 1 KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH koncentrat med 5–TREO vid ett utbyte på som vid laktester med syra har gett utbyten på för REE samt även utvinning av zirkonium, hafnium och niob. Renframställningen av REE och övriga metaller är planerat att göras i en anläggning förlagd till . Även nefelin kan utgöra en biprodukt som höjer värdet på fyndigheten. Fördelen med fyndigheten är att andelen HREE är relativt hög och att den inte innehåller förhöjda halter av uran och torium, eller sulfider. Gruvavfallet (gråberg och anrikningssand) vid en brytning skulle därmed inte innebära en större miljörisk än ett stenbrott för ballastproduktion. Dotterbolaget har planer på att återöppna Kringelgruvan och har genomfört metallurgiska tester. Avsikten är att uppgradera befintligt anrikningsverk och producera ett koncentrat av grafit som därefter förädlas vidare i en anläggning i för att producera kolbelagt grafitgranulat med en kolhalt på för användning i litiumjonbatterier. I processen kommer även en utrafinkorning grafitprodukt att skapas vilken kan användas i olika industriella tillämpningar (). •Hos Northvolt finns en önskan om att kunna korta transporterna för råvaror till batteritillverkningen i genom att använda lokala, miljöcertifierade metaller i batterierna, i så stor utsträckning som möjligt. De deltar därför i flertal forskningsansökningar och projekt tillsammans med universitet och gruvföretag. Inom projektet har man nu lyckats ta fram en ny battericell från återvunna batterier. Målet är att hälften av alla battericeller () ska komma från återvunnet material. •Critical Metals planerar att använda biprodukter från stålproduktion för att utvinna högrent vanadin för användning i energilagringssystem och speciallegeringar (). Återvinningsprocessen ska drivas av förnybar energi. Slagg från i och i och Brahestad i ska utgöra råvara, och uppstart planeras till . Critical Metals planerar också att etablera en kommersiell återvinningsanläggning för litiumjonbatterier (LiB) någonstans i . Bolaget har beviljats en licens att använda LiB återvinningsteknik som utvecklas av Neometals. •Elektrifieringen av svensk gruvindustri leder till möjligheten att ta fram metaller (basmetaller och ICM) fossilfritt och med lågt CO2-avtryck, vilket med en miljöcertifiering kommer att gagna tillverkare av de gröna energisystem som kräver ICM (bilbatterier, solpaneler, vindturbiner, energilagring) samt givetvis klimatet i stort. Ett stort forskningsfokus hos gruvföretagen har därför varit just elektrifiering (ex. heten-ger-stod-till-bolidens-satsning-pa-elektrifierad-gruva/) och spårbarhet/certifiering (ex. ). KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH BILAGA 1 dessa satsningar, tillsammans med en ökad användning av restprodukter, blir lyckosam, så kommer gruvindustrin i andra länder att skyndsamt måsta ställa om sin verksamhet på liknande sätt, och därmed ökar takten på den gröna omställningen globalt. Både och bedriver viss forskning rörande ICM. Till största delen handlar forskningen om utvinning och återvinning av ICM från avfall, samt om livscykelanalys och spårbarhet (gor/expertiser/innovationskritiska-metaller-och-mineral, rim.se/cases/utvinn-vanadin-ur-stalslagg). Inget av instituten har kompetens i första delen av värdekedjan (prospektering) och således bedrivs förmodligen ingen forskning om nya, ICM-specifika prospekteringsmetoder och malmbildande processer. geologiska undersökning (SGU) har enligt förordning i uppgift att tillhandahålla geologisk information för samhällets behov . Myndigheten ska i detta syfte bedriva en behovsstyrd insamling av grundläggande geologisk information, och förvalta och utveckla insamlad information i syfte att göra den tillgänglig och lätt att använda. Myndighetens underlag ska kunna användas som bas för forskning och identifikation av forskningsbehov, och således är SGU:s ambition att insamlad grundläggande geologisk information ska vara av hög kvalitet. SGU har inga heltidsforskartjänster, men adjungerade professorer på deltid. SGU har haft (och har) tre regeringsuppdrag som har handlat om metaller som behövs för grön omställning och innovation. Vidare så ska SGU främja och stödja riktad grundforskning och tillämpad forskning inom det geovetenskapliga området samt medverka i internationellt samarbete och internationella utvecklingsprojekt. SGU har även ett bidrag att dela ut till riktad grundforskning och tillämpad forskning inom geovetenskap om ca . Dessa medel ska alltså täcka forskning inom berg, jord och grundvatten (på land och i hav), samt mineralhantering. Hit hör områden som samhällsplanering, grundvattenkvalitet, infrastruktur, samt naturresurser såsom exempelvis ICM. 5.5 Forskning på EU-nivå En stor del av det som publicerats sedan kritiska metaller hamnade högt på EU:s dagordning () är sammanställningar och kartläggningar över redan kända ICM-mineraliseringar med historiska data (ex. for-new-discoveries/, ). BILAGA 1 KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH Majoriteten av den forskning som EU via forskningsprogrammet 2020 finansierat gällande ICM kretsar kring återvinning, framför allt av magneter och batterier med fokus på REE, men även av annat avfall, gruvornas restprodukter, samt substitution. För att undersöka möjligheten till alternativa källor till ICM har man också finansierat ett antal forskningsprojekt inriktade på djuphavsbrytning (s.k. ”deep sea mining”) och asteroidbrytning (s.k. ”asteroid mining”) av ICM. EIP RM (European Innovation Partnership on Raw Materials, ) har en SIP (Stra- tegic Implementation Plan) som styr agendan för gruvforskningen på EU-nivå, på samma sätt som det nationella, strategiska innovationsprogrammet för gruv- och metallproducerande industri, SIP SMI (tidigare SIP STRIM, ), gör i . senterade i EIP RM:s HLSG (high level steering group), samt i deras expert- grupp, och LTU är också värd för innovationsprogrammet SMI. ERA-MIN bildades och har 22 medlemsländer ( min.eu/). Det syftar till att stödja EIP RM med att utveckla råvarusektorn i genom finansiering av transnationella forsknings- och innovationsak- Den senaste satsningen (ERAMIN 3) syftar specifikt till att öka sy- nergier och koordinering mellan regional, nationell och europeisk forksnings- finansiering i råmaterialsektorn. Horizon 2020 har ersatts av Horizon Europe (2021-2027) med större fokus på att visa effekten av finansierade forsknings- och innovationsinitiativ. Stor vikt läggs på direkt marknads- och samhällsnytta och det är viktigt att lyckas bygga kapacitet för att ta resultatet vidare efter att projektet avslutats. Under Horizon Europe finns (precis som tidigare) plattformen ETP SMR (Platform for , ), med fokus att stötta innovation och företagande längst hela råmaterialvärdekedjan. Under Horizon Europe finns också fortsatt EIT RM, ett initiativ inom ramen för and Technology (). Plattformen omfattar drygt 120 par- ter från 22 europeiska länder, har ett av sina sex kontor (co-location centers) i () och lanserade initiativet - the Euro- pean (), som ett led i EUs strategi att drivs tre olika kluster inom , med fokus på batterivärdekedjan, magnetvärdekedjan samt högre utbildning. De flesta universitet i med forskning inom gruvvärdekedjan har ett antal forskningsprojekt som inkluderar ICM. Exempel på universitet och forskningsmiljöer i med hög vetenskaplig produktion inom området är metals/, et al. De senare startade en ICM allians med Storbri- KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH BILAGA 1 Av europeiska lärosäten är det endast LTU som besitter forskningskompetens inom hela värdekedjan för ICM. Sammantaget kan man säga att det finns ett antal plattformar, initiativ och forskningsprogram vars gemensamma syfte är att bland annat arbeta för att säkra tillgångar på hållbara mineralråvaror. Inga av dessa EU- satsningar är dedikerade till ICM-forskning på låga TRL, för att bygga upp ny kunskap som leder till framtida viktiga innovationer. Det finns istället ett tydligt fokus på att stödja innovationer och företagande (SMEs), samt forskning på högre TRL (vilket bygger på befintlig grundläggande kunskap) och fokus ligger också på de senare stegen i värdekedjan. 6 Bedömning av potentialen för ett urval ICM i En bedömning av potential för utvinning av ICM i måste baseras på fakta om såväl kända fyndigheter som möjligheten till nyfynd. Kunskapen om kända fyndigheter utgår från tidigare undersökningar och bedömningen av ekonomisk potential är baserad på uppgifter om halter och tonnage där dessa sätts i relation till vad som internationellt anses brytvärt men även med hänsyn till befintlig infrastruktur i form av främst anrikningsverk. En ny gruva måste ge en lönsamhet som inte bara täcker löpande produktionskostnader utan även nödvändiga investeringar i infrastruktur, dvs själva gruvetableringen men även anrikningsverk om lämpliga sådana inte finns i närområdet. Om även anrikningsverk behöver byggas rör det sig om investeringar i storleksordningen på för en normalstor gruva och en planerad livslängd . Detta medför att mindre förekomster sällan kan uppnå tillräcklig lönsamhet om inte ett flertal liknande fyndigheter kan utnyttja ett gemensamt anrikningsverk, eller att ett för ändamålet lämpligt anrikningsverk redan finns i området. Potentialen för nyfynd genom riktad prospektering är en uppskattning som baseras på dels omfattningen och karaktären av redan kända förekomster och i vilken omfattning prospektering redan har skett samt de geologiska förutsättningarna rent allmänt för en specifik typ av mineralresurs. Tidsperspektivet för att påbörja produktion är även avhängigt vilket stadie ett projekt befinner sig i. I finns flera projekt där mineralresurser är bekräftade och i vissa fall även bearbetningskoncessioner är beviljade. Dessa projekt kan vid beviljandet av nödvändiga miljötillstånd ganska snabbt gå i produktion () om lönsamhetsstudierna ger ett positivt utfall. Projekt som ligger i en tidigare fas och saknar bearbetningskoncession har längre startsträcka () till produktion och för nya fyndigheter som eventuellt kan bli resultatet av prospektering kan en eventuell produktion ligga . Långa handläggningstider kan därtill bidra till att försena projekt eller försvåra deras finansiering. Då de flesta pågående projekt på ICM i bedrivs av juniorföretag så utgör även finansieringen av verksamheten en viktig aspekt då externa BILAGA 1 KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH Det gör att starka utländska aktörer kan gå in som delägare eller köpa upp lovande projekt och därmed får kontrollen över en eventuell Beroendet av finansiärer kan även ha negativ påverkan på pro- jektets utveckling då nödvändiga kapitaltillskott kan vara svåra att få vid stag- nerade eller fallande metallpriser eller ekonomiskt sämre tider i världsekono- Kobolt: En småskalig produktion av kobolt har tidigare skett i men mer betydande koboltfyndigheter är inte kända och endast begränsade pro- spekteringsinsatser och forskning inriktat på kobolt har gjorts. ett fåtal fyndigheter där kobolt utgör en av huvudmetallerna är kända med Kis- kamavaara som främsta exemplet men som saknar tillräckligt tonnage för att Fyndigheten är belagd med undersökningstillstånd av Talga Resources men projektet är inte prioriterat då fokus ligger på att utveckla deras grafitfyndighet i Nunasvaara. Det finns även ett flertal nick- elfyndigheter där kobolt kan utgöra en biprodukt där den största förekomsten utgörs av Rönnbäcken, men det finns även flera mindre fyndigheter i främst nordöstra (se avsnittet om nickel). Möjlighet till utvinning av ko- bolt ur pyrit som biprodukt i vissa basmetallgruvor kan eventuellt även finnas med Aitik som troligen det bästa exemplet. Möjligheten att genom riktad pro- spektering påträffa ekonomiska koboltfyndigheter bedöms som relativt liten men med viss möjlighet i Malmfälten och eventuellt i Bergslagen. årets prisökning på kobolt kan vara tillfällig men vid ett långsiktigt högre pris kan intresset för prospektering också öka. fyndigheter med beviljad bearbetningskoncession eller i form av mera mogna För Kiskamavaara finns en uppskattad mineralresurs och vissa preli- minära metallurgiska studier har gjorts men ingen teknisk-ekonomisk utvär- dering av projektet har genomförts. För att bättre kunna bedöma möjligheten till utvinning av kobolt från svenska fyndigheter behövs en generell kunskap om variation i kobolthalt i olika typer av sulfidmalmer liksom variationer inom enskilda malmkroppar. Riktade forskningsinsatser för att öka denna kunskap kan vara motiverad. gäller särskilt de fall där kobolt kan utgöra en biprodukt i form av kobolthaltig Systematisk analys av kobolthalt samt vilka eventuellt andra metaller som kan bidra till ekonomiskt värde (tex. guld och selen) eller vara eventuella miljöproblem (tex. arsenik) behöver då göras. Även om kobolthaltig pyrit ut- gjort råvara för koboltframställning internationellt i vissa fyndigheter kan även forskning för att förbättra de metallurgiska processerna vara motiverad. Sällsynta jordartsmetaller - REE: Flera av de sällsynta jordartsmetallerna är upptäckta av svenska kemister och flera olika typer av REE-fyndigheter är kända och små mängder av metallerna har utvunnits i Bergslagen. dande prospektering efter REE har skett i främst statlig regi under 1980-1990- Det resulterade i en stor mängd uppslag varav endast några få blev före- mål för närmare undersökning. Ett av dessa är Olserum i som KARTLÄGGNING ÖVER FORSKNING OM INNOVATIONSKRITISKA METALLER OCH BILAGA 1 undersökts av Tasman Metals som även gjorde en mineralresursberäkning som visar på ekonomiska halter av REE och ett betydande tonnage. Fyndigheten är nu belagd med undersökningstillstånd av . Tasman Metals fokuserade i stället på fyndigheten i nordvästra som är större men har en något lägre halt av REE. Till skillnad från Olserum har inga förhöjda halter av uran och thorium och förutom REE är tanken även att utvinna industrimineralet nefelin som volymmässigt utgör en dominerande del av fyndigheten. Det innebär att relativt lite avfall produceras och koncentratet av det REE-bärande mineralet eudialyte planeras att transporteras till för lakning och renframställning av REE vilket tillsammans kommer att medföra en begränsad miljöbelastning i gruvområdet. En preliminär teknisk-ekonomisk utvärdering av projektet har gjorts men det har inte beviljats bearbetningskoncession. Även planerar att utvinna REE i en anläggning i . Värdmineralet för REE är där apatit från gruvorna i och och i processen kommer även en högren fosforråvara att utvinnas. Prisbilden för REE har efter den kraftiga uppgången 2011-2012 legat relativt stabil tills då särskilt neodym och praseodym (vilka båda används i superstarka magneter) visat en stark ökning vilket kan vara början på en långsiktigt högre prisnivå. Det kan leda till ett ökat intresse för prospektering av REE och möjlighet till nyfynd i flera delar av landet genom uppföljning av gamla uppslag från tidigare prospektering, men även påträffa helt nya objekt och då kanske främst i Malmfälten. Då flera olika typer av REE fyndigheter med ekonomisk potential kan förekomma i behövs en bättre kunskap om vilka de innehåller, vilka anrikningsegenskaper de har samt vilka miljöproblem en eventuell utvinning kan innebära. Alkalina intrusioner (förutom ) behöver dokumenteras bättre (Alnön, , ) för att bedöma om intressanta halter av REE kan förekomma. De REE-anrikade graniterna i bör undersökas närmare för att eventuellt hitta rikare mineralisering utan associerade höga halter av uran och torium.