Når ein høyrer om sjeldne jordartar på nyheitene, kan ein fort sitja att med eit inntrykk av at jordartane er sjeldne fordi dei berre finst nokre få stader i verda. Men det stemmer ikkje, kan stipendiat Leonard Rahn ved Kjemisk institutt, Universitetet i Oslo, fortelja.
– Sjeldne jordartar finst overalt, så i den forstand er dei ikkje sjeldne, seier han.
– Men som regel finst dei berre i ørsmå konsentrasjonar. Utfordringa er å finna område der konsentrasjonen er høg nok til at metalla kan utvinnast.
Førekomstar vert oppbrukte
Sjeldne jordartar vert utgjort av grunnstoffa scandium og yttrium, og dei femten grunnstoffa som vert kalla lantanoidar. Det er den øvste rada av dei to radene som er plasserte heilt nedst i dei vanlege framstillingane av periodesystemet.
Men i same andedrag som ein snakkar om sjeldne jordartar snakkar ein òg ofte om kritiske metall. Det er fleire grunnstoff enn dei sjeldne jordartane som òg er sjeldne, og det kan vera kritisk.
– Elbilar i dag brukar til dømes litiumbatteri. Ein studie frå 2007 viste at om etterspørselen etter elbilar held fram å auka, vil vi ganske raskt nå eit punkt der førekomstane av litium – som ikkje høyrer til dei sjeldne jordartane – i jordskorpa vil vera oppbrukt, fortel Rahn.
Kjemi og bruksaområde avgjer
– Då må vi enten begynna å resirkulera dei batteria vi har eller finna andre batteriteknologiar.
I teorien er det råd å resirkulera til dømes litium frå litiumbatteri i det uendelege, sidan grunnstoffa ikkje blir oppbrukte. I praksis er det annleis.
– Mange av bruksområda for dei kritiske metalla krev samansetjingar som er så komplekse og høgspesialiserte at dei kan vera vanskelege å resirkulera, forklarar Rahn.
– Det er kjemien og korleis det vert brukt som avgjer kor lett det er å resirkulera eit metall. I motsetning til litium er til dømes gull og kopar relativt enkle å resirkulera.
Europeisk industri ikkje konkurransedyktig
Det er ikkje berre i elmotorar sjeldne jordartar er kritiske. Dei er òg nødvendige i andre, ikkje-fossilbaserte former for energiproduksjon, som, vindturbinar, solcellepanel og atomkraft. Slike energikjelder vert rekna som nødvendige for å gjennomføra det grøne skiftet.
Kina er med god margin den største produsenten i verda av sjeldne jordartar. Andre kritiske metall, som til dømes platingruppemetall som er viktige for katalysatorar og brenselceller, kjem frå Russland og Sør-Afrika. Om tilgangen til sjeldne jordartar frå desse landa av ein aller annan grunn skulle bli borte, vil det ha alvorlege konsekvensar.
– Det vil bidra til at europeisk industri ikkje klarar å vera konkurransedyktig med produkt som er produserte i Kina eller USA, seier Rahn.
Største førekomsten i Europa
– Desse metalla er nødvendige for å få til eit skifte frå fossil energi til fornybar energi, som igjen er nødvendig for å nå klimamåla. Utan tilgang til desse metalla når vi ikkje klimamåla.
Sjølv er Rahn radiokjemikar. Fagfeltet hans kan verta svært viktig i framtida for utvinning av sjeldne jordartar.
– Sjølv om Kina har dei største oppdaga reservane av sjeldne jordartar i verda, finst det høge konsentrasjonar mange stader i verda. Her i Noreg har vi Fensfeltet ved Ulefoss, som er den største førekomsten i Europa, fortel han.
– Sjølv arbeider eg mest på eit mindre felt ved Mo i Rana som heiter Bordvedåga.
Radiokjemi og hydrometallurgi hand i hand
Problemet med desse felta er at dei sjeldne jordartane er blanda med radioaktive grunnstoff.
– Til no har vi vore så heldige at vi har kunna utnytta felt der uran- og thoriumdelen er ganske liten. Den luksusen har vi ikkje lenger. I Fensfeltet planlegg ein derfor ei automatisk gruve, der det skal vera minimalt med personar under jorda for å utvinna materiale, fortel Rahn.
– Vi radiokjemikarar er nødvendige for å separera metalla frå kvarandre. Radiokjemien har historisk gått hand i hand med hydrometallurgien, som òg handlar om å utvinna metall.
Vi treng radiokjemikarar
Mange er skeptiske til alt som har med radioaktivitet og kjernekraft. Rahn deler ikkje denne skepsisen.
– Eg meiner at vi ikkje kan tillata oss å utelukka teknologiar og førekomstar når konsekvensane av klimaendringane er så store som ekspertane hevdar, seier han.
– Og då treng vi radiokjemikararar. Vi er utdanna til å handtera radioaktivitet, det vere seg utvinning av uran og thorium eller resirkulering av brennstavar frå kjernekraftreaktorar.
