Skip to main content
European Commission logo
Research and Innovation

Utvinne sjeldne jordartselementer fra gjødselproduksjon

Europa er avhengig av import av de viktige sjeldne jordartselementene som trengs for mange produkter og prosesser som underbygger europeisk økonomi. Det EU-finansierte SecREEts-prosjektet utviklet en ny integrert verdikjede, som utvinner disse elementene under gjødselproduksjon. Dette hjemmedyrkede og bærekraftige alternativet tilbyr råvaresikkerhet, noe industri og arbeidsplasser drar nytte av.

©FlowStudio #603940855 source: stock.adobe.com 2023

PDF Basket

No article selected

Sjeldne jordartselementer (Rare earth elements, REEs) brukes i et bredt produktspekter som optiske linser og magneter, samt i prosesser som keramikk, metallurgi og polering. Men siden Europa for tiden ikke produserer disse mineralene, er det avhengig av import, hovedsakelig fra Kina.

For å bidra til å øke europeisk selvforsyning, utviklet SecREETs metoder for å utvinne sjeldne jordartsmetaller fra fosfatbergartene som brukes i gjødselproduksjon. REE-ene ble utskilt ved en kromatografisk metode før elektrolyse av smeltet salt ble utført for å produsere sjeldne jordartsmetaller for magneter.

«Å utvinne REE-er med praktisk talt ingen ekstra miljøfotavtrykk gir et svært bærekraftig alternativ til ny gruvedrift», sier Arne Petter Ratvik, koordinator for det EU-finansierte prosjektet og seniorforsker ved SINTEF, en av Europas største uavhengige forskningsorganisasjoner.

«Det avgjørende er at SecREEts-separasjonsprosessene i betydelig grad kan bidra til den sirkulære økonomien ettersom de kan tas i bruk for andre fôrkilder som inneholder REE. Inkludert sekundærressurser som utrangerte magneter og elektronisk avfall," legger Ratvik til.

REE-utvinning

Fosfatbergartene brukt i gjødselproduksjon inneholder vanligvis 0,3 % til 1 % REE. Men når gjødselen produseres ved hjelp av nitrofosfatprosessen, havner disse REE-ene i den ferdige gjødselen, der de ikke har noen verdi. SecREEts utviklet en prosess for å utvinne sjeldne jordarter direkte fra denne prosessen.

Mens den blandede syreprosessen er den mer vanlige ruten for å produsere gjødsel, ender REE-ene i en hale med gips og radioaktive elementer, noe som gjør dem vanskeligere å utskille.

«Nitrofosfatprosessen er overlegen for å få tak i REE fordi de kan utvinnes direkte i eksisterende anlegg, ved ganske enkelt å introdusere et ekstra trinn», forklarer Ratvik.

SecREEts har gjennomført tre vellykkede piloter. I den første ble REE utvunnet rett fra gjødselprosessen i anlegget til prosjektpartneren Yara, som bruker rundt 650 000 tonn fosfatbergarter årlig. REE-konsentrat ble ekstrahert fra den fosfatrike løsningen, kjent som moderlut, ved bruk av utfellingsteknikker.

Konsentratet ble sendt til REEtec, der individuelle sjeldne jordartsoksider med høy renhet (REO-er) ble utskilt ved hjelp av en ny kromatografisk prosess. Dette er mer miljøvennlig enn eksisterende løsningsmiddel-løsningsmiddelekstraksjonsmetoder.

REO-ene ble deretter sendt til spesialistingeniører ved Less Common Metals for å produsere metaller ved hjelp av en fluoridbasert elektrolyseprosess ved 1 050 °C til 1 100 °C. Det resulterende metallet ble deretter legert og strimmelstøpt for høyytelses magnetproduksjon.

«Magneter med høy styrke er kritiske for den europeiske økonomien i bruksområder som elektriske kjøretøy, industrimotorer og vindturbiner», forklarer Ratvik. Kvaliteten på magnetlegeringene ble validert av magnetprodusenten Vacuumschmelze.

SecREEts’ modulære prosess kan brukes av alle gjødselprodusenter som bruker nitrofosfatprosessen.

Filtreringsmuligheter og -trusler

Med EU-Kommisjonens kommende Critical Raw Materials Act som tar sikte på å sørge for REE-forsyning, er disse innovasjonene betimelige.

Europa har faktisk flere store REE-forekomster – spesielt Fen-området i Norge og nylig oppdagede forekomster i Kiruna i Sverige, men forsyningsutfordringene gjenstår.

«Å gå fra å utforske mineralforekomster til å utvinne dem, er kostbart, og lisensen kan ta 10 til 15 år,» sier Ratvik. «Prosessen vår tilbyr et levedyktig og raskere alternativ.»

Prosjektpartner REEtec har kunngjort sin ambisjon om å være først i Europa med å produsere REO-er med høy renhet i industriell skala, etter å ha hentet inn nødvendig kapital med LKAB som største aksjonær. RE-konsentratet vil imidlertid i utgangspunktet komme fra en kanadisk gruve på grunn av gjeldende europeiske begrensninger på tilgjengelighet av gjødsel.

«Kinesiske planer om å fokusere mer produksjon på ferdige produkter kan forstyrre europeisk forsyning og produksjon, så vi bør utforske flere verdikjeder for en pålitelig forsyning av kritiske materialer», avslutter Ratvik.

I mellomtiden fortsetter Ratvik å utnytte SecREEts-prosessene for REE-gjenoppretting, og bidrar til prosjekter som jobber for å oppnå Europas grønne omstilling, slik som det EU-finansierte REEPRODUCE-prosjektet.

PDF Basket

No article selected

All success stories