På Fensfeltet i Nome i Telemark finnes restene av en 580 millioner år gammel kalksteinsvulkan. Det har gitt opphav til et felt med uvanlige bergarter.
Her finnes det grunnstoffer som har vakt interesse. Feltet inneholder store mengder med sjeldne jordarter, stoffer som er viktige for moderne teknologi.
Det finnes også thorium i Fensfeltet, et radioaktivt grunnstoff som det har vært noe interesse for tidligere.
1. januar starter et nytt EU-støttet forskningsprosjekt som koordineres av SINTEF.
Målet er å utvikle en forsyningskjede for sjeldne jordarter i Europa. Mineralene skal hentes ut fra Fensfeltet og lages om til ferdige magneter.
Elleve aktører innen forskning og næringsliv er med.
Skal lage et demonstrasjonsanlegg
Prosjektet kalles SUPREEMO og skal gå over fire år.
Prosjektet handler om å videreutvikle og verifisere alle prosesstrinn fra mineraler fram til ferdige magneter på pilotskala.
Planen er at sjeldne jordarter skal tas ut fra ti tonn malm. Det vil være nok til å lage femti kilo magneter, ifølge SINTEF.
Kraftige magneter
Hvorfor magneter?
Arne Petter Ratvik er seniorforsker ved SINTEF og leder prosjektet.
Han forteller at magneter som er laget med sjeldne jordarter brukes i det meste av moderne teknologi, som mobiltelefoner, elbiler og vindmøller.
– Årsaken til at sjeldne jordarter brukes i magneter, er at man kan lage magnetene mye mindre og kraftigere. Slik får du mer effekt ut av mindre dimensjoner, forteller Ratvik.
Hvis du skulle laget en mobiltelefon med vanlige magneter, hadde den blitt vesentlig større, sier han.
Sjeldne jordarter er 17 grunnstoffer som opptrer sammen. De har uvanlige egenskaper som gjør dem viktige i moderne industri. Magnetindustrien er den største sluttbrukeren.
Det er spesielt fire grunnstoffer som brukes: neodym, praseodym, dysprosium og terbium.
Råmateriale fra Fensfeltet
I prosjektet skal forskere bruke mineraler fra to kilder: Fra Grønland og Fensfeltet i Telemark.
REE Minerals skal hente ut råmaterialet fra Fensfeltet. Selskapet sikter mot å starte opp gruvedrift på sjeldne jordarter der. De har i ti år hatt utvinningstillatelse på Fensfeltet og fikk nylig forlenget tillatelsen med ti nye år.
– Vi skal ta ut et prøveuttak som skal sendes til de andre deltakerne i prosjektet. De skal prosessere dette gjennom ulike steg til ferdige supermagneter, sier Thor Bendik Weider, styreleder i REE Minerals.
– Det er gøy for oss som selskap å bli med i et sånt prosjekt. Det er ganske vanskelig å få midler til slike prosjekter og det er ganske krevende å være deltaker. Det er en fjær i hatten til oss som norsk deltaker sammen med SINTEF, sier Weider.
– Ellers er det bra at vi får dokumentert at malmen fra Fensfeltet lar seg prosessere, legger Weider til.
Det er ikke åpnet noen gruve på Fensfeltet enda. Til prosjektet skal det sprenges eller graves ut en liten mengde stein.
– Det er snakk om et lastebillass eller to, sier Weider.
Avhengige av Kina
Noe av bakgrunnen for prosjektet er at EU ønsker å bedre forsyningssikkerheten for sjeldne jordarter og andre kritiske råmaterialer.
I 2030 forventes behovet for sjeldne jordarter i EU å øke med seks ganger. Det er blant annet fordi stoffene trengs for å gjennomføre det grønne skiftet.
– Sjeldne jordarter brukes også mye innenfor våpenproduksjon, så disse metallene er viktig for NATO og vestens forsvarsindustri, sier Weider.
– Paradokset er at vi er helt avhengig av Kina for å få disse metallene. Med den litt urolige verdenssituasjonen har sjeldne jordarter blitt et geopolitisk maktspill.
I dag dekkes 98 prosent av Europas behov for sjeldne jordarter ved import fra Kina, ifølge en artikkel fra Energi og Klima.
– Vi har en usikkerhet forsyningsmessig, sier Arne Petter Ratvik.
Lite erfaring i Europa
Forskningsprosjektet SUPREEMO går ut på å finne en god prosess for å først konsentrere opp de sjeldne jordartene og så skille de fra hverandre.
– I Europa har vi veldig liten bakgrunn på dette området for hele verdikjeden, sier Ratvik.
En utfordring er at sammensetningen på mineralene i hvert felt er forskjellig. I prosjektet skal forskerne finne ut hvordan mineralene kan prosesseres best mulig uten at det blir for dyrt.
– Vi er avhengige av å optimalisere så mye som mulig for å redusere kostnadene slik at vi kan være konkurransedyktig i forhold til områder med lavere driftskostnader.
Må skille ut jordartene
Først skal det skje en oppredning, forklarer Ratvik. Det betyr at man fjerner så mye som mulig av gråberget i malmen, og sitter igjen med en høyere konsentrasjon av mineralene man vil ha.
Det kan skje gjennom nedknusing og avanserte sorteringsteknologier.
På Fensfeltet er konsentrasjonen av sjeldne jordarter litt over en prosent i gjennomsnitt. Etter oppredningen skal konsentrasjonen helst ha økt til 50 prosent, forteller Ratvik.
Deretter gjøres det en hydrometallurgisk prosess, som innebærer det å bruke væskebaserte løsninger for å separere ut det man vil ha. Så lages metallene ved hjelp av elektrolyse i saltsmelte på 1050 grader.
Magnetene lages med 30 prosent neodym eventuelt også noe praseodym, 70 prosent jern og litt bor. Dysprosium og terbium kan tilsettes for å gjøre at magnetene får enda bedre egenskaper.
Mye skal dokumenteres
REE minerals er en av to aktører som sikter mot å starte opp gruvedrift på Fensfeltet.
Thor Bendik Weider forteller hva som er status. Prosessen er fortsatt i en tidlig fase.
– Det vi gjør, er å kartlegge ressursene under
bakken for å se hvordan det ser ut der, hvor mineralene befinner seg og sammensetningen av mineralene.
– Vi gjør analyser av prøveboringer og lager samtidig konsepter for hvordan en gruve kan se ut, hvor deponiet kan ligge, hvordan det er med infrastruktur, prosessanlegg, og så videre.
Selv om selskapet har utvinningsrett, er det ikke bare å sette i gang og grave. Utvinningrett betyr at et selskap kan søke om driftskonsesjon når forekomsten på deres område er kartlagt og dokumentert tilstrekkelig, ifølge fensfeltet.no.
– Gruveutvikling går i
ulike steg der vi følger internasjonale standarder. Vi følger den
canadiske industristandarden. Det er på en måte en oppskrift for hvordan man skal gå frem fra a til å. Vi
bruker mye ressurser på å gjøre ting i riktig rekkefølge og dokumentere
alt vi gjør, sier Weider.
I tillegg jobber selskapet med å ha kontakt med lokale og nasjonale myndigheter.
Største i Europa
Ratvik tror utvinning av sjeldne jordarter og magnetproduksjon kan være en god forretningsmulighet for Norge. Vi har god tilgang på strøm og kan produsere med lavt klimaavtrykk.
– Det hadde vært veldig bra for Europa hvis vi får det til. Det ville økt forsyningssikkerheten vesentlig.
Fensfeltet er sannsynligvis Europas største forekomst av sjeldne jordarter.
– Mineralforekomsten på Fensfeltet har vært delvis kjent. Men i de siste seks-syv årene er det foretatt omfattende mineralkartlegging. I noen områder er det boret ned til 1.000 meter og fortsatt er det den samme mineralforekomsten.
På Fensfeltet er konsentrasjonen av sjeldne jordarter litt over en prosent i snitt og høyere i noen områder.
– Men i de mest profilerte forekomstene i Kina, Australia og USA er det høyere innhold, fem til seks prosent, sier Ratvik.
– En av de store utfordringene vi har, er at vi må få til en veldig effektiv mineralseparasjon slik at vi får opp innholdet av de sjeldne jordartene.
Det er også alltid et spørsmål hva man skal gjøre med restmaterialene.
– Deponering av gråberg kan være konfliktfylt, og vi vil derfor se på muligheter for å utnytte deler av gråberget inn mot andre prosesser selv om dette ikke er hovedfokus, sier Ratvik.
