Sjaldgæfir málmar og sjaldgæfir jarðmálmar eru í fréttum sem aldrei fyrr vegna áhuga Bandaríkjanna á auðlindum Úkraínu og Grænlands. Mikilvægi þessara málma felst í því að þeir eru þýðingarmiklir jafnt fyrir orkuskipti, stafrænu byltinguna og í hernaði.
Sjaldgæfir málmar og efni, eru oft kallaðir saman „krítískir málmar“ eða „eða krítísk hráefni.“
„Sjaldgæfir jarðmálmar hafa mjög sérstaka eiginleika. Sem dæmi má nefna eru sumir mikilvægir fyrir sísegla (e. permanent magnets),” segir Kristín Vala Ragnarsdóttir, prófessor emerita við jarðvísindadeild Háskóla Íslands í viðtali um notagildi þeirra. „Seglar í vindmyllum þurfa þannig neódým sem er einn af þessum sjaldgæfu jarðmálmum. Þeir eru notaðir í hina ýmsu tækni og fyrir tækniþróun eru þeir mjög þýðingarmiklir. Að því ógleymdu að fyrir allt þetta vopnabrölt í heiminum þá eru þessir málmar mikilvægir.”
Eftirspurn aukist gríðarlega
Auk vindmyllna og hergagna má nefna að sjaldgæfir jarðmálmar (REE) eru notaðir í framleiðslu á sólarorkunemum, rafbílum, ljósleiðurum, LED og LCD skjáum, hörðum drifum, stálblendi, vetnistækni og alls kyns rafmótorum fyrir bíla, leikföng og dróna.
Spurn eftir „krítískum málmum” hefur aukist gríðarlega á undanförnum árum. Sjaldgæfir málmar og jarðefni eru t.d. kóbalt, Sjaldgæfir jarðmálmar (REE) fela í sér 15 lantaníða* (oft nefndir saman sem Ln), skandín (Sc) og ittrín (Y). Sérfræðinganefnd skipuð af aðalframkvæmdastjóra Sameinuðu þjóðanna á síðasta ári komst að þeirri niðurstöðu að spurn eftir kopari og sjaldgæfum málmtegundum muni aukast um 40% á næstu tveimur áratugum, nikkel og kóbalti um 60 til 70% og liþín um 90%.
Ekki svo óalgengir
Nafnið er hins vegar villandi og þversagnakennt því þeir eru alls ekki óalgengir. Þeir voru hins vegar sagðir sjaldgæfir því fremur torsótt er að hrifsa þá úr iðrum jarðar og vinna þá úr þeim steintegundum sem þeir finnast í. Oftast er magnið mælt í hlutum af milljón (ppm).
Sjaldgæfir málmar auðgast í bergi við vissar jarðefnafræðilegar aðstæður. Þannig færir t.d. háhitavatn málma til í bergi og gull, silfur og kopar t.d. setjast fyrir í málmríkum æðum í berginu sem unnt er að vinna við námugröft. Kóbalt og tantal finnst á ákveðnum tegundum gosbergs. Lithíum finnst í fornu uppgufunarseti úr vötnum og við strendur. Grafít er myndbreytt kol, nær 100% kolefni.
Mynd: James St. John/CC BY 2.0
Eru í öllu bergi en mismikið
„Sjaldgæfu jarðmálmarnir eru í öllu bergi en í mismiklu magni,” segir Kristín Vala. „Á Íslandi er hlutfall þeirra til dæmis í basalti 5 til 15 af milljón hlutar (ppm) en getur verið mörg hundruð milljóna hlutir í bergi eins og karbonatítum (Carbonatites) sem er kolefnisauðugt gosberg. Í þeim eru karbonöt, fosföt og sjalfgæf oxíð sem eru mjög auðug af þessum sjaldgæfu jarðmálmum.”
Kína býr yfir miklu magni sjaldgæfra jarðmálma og hefur einnig verið í fararbroddi í nýtingu þeirra. Kristín Vala bendir á að þegar hún tók saman vísindagrein um þetta efni 2014 hafi Kínverjar verið með 97% heimsframleiðslunnar. „Þeir lokuðu á þessum tíma fyrir beinan útflutning og fluttu bara út í formi þeirrar tækni sem þeir framleiddu. Þá hófst þessi mikla ákefð við að koma af stað framleiðslu annars staðar í heiminum.”
Kína enn í forystu
Árið 2023 var svo komið að Kína stóð fyrir 70% af heimsframleiðslunni, en Bandaríkin 12%, og Míanmar og Ástralía voru komin í 11% og 5%. Talið er að 44 milljónir tonna megi finna í Kína, sem er tvöfalt meira en í næst auðugustu löndunum Víetnam, Rússlandi og Brasilíu.
Tölur eru mjög á reiki en þó er ljóst að einnig er eftir einhverju að slægjast í Úkraínu og Grænlandi bæði af sjaldgæfum málmum og sjaldgæfum jarðmálmum (REE).
Fyrir allsherjar innrás Rússa í Úkraínu töldu stjórnvöld þar í landi sig búa yfir 5% af þeim sjaldgæfu málmtegundum og jarðefnum sem finna mætti í heiminum. Svo mikið er víst að mikið liþíum, sem er þýðingarmikið í framleiðslu rafgeyma fyrir rafmagnsbíla, er þar að finna.
Á Grænlandi er einkum um að ræða sjaldgæfu jarðmálmana (RRE) yttrium, skandíum, neódým og dysprósín í einhverju mesta magni um sem um getur í heiminum.
Mikil mengun
En böggull fylgir skammrifi. Vinnsla sjaldgæfra málmteguneda er afar orku- og vatnsfrek og skilur eftir sig umtalsvert kolefnisspor og vatnsmengun. Námavinnslu fylgir ætíð mikið rask en í tilfelli sjaldgæfu jarðmálmanna er það óvenju mikið.
„Í allri námavinnslu er mikið af bergi lagt til hliðar,” bendir Kristín Vala á. „Vinna þarf þessa málma úr berginu og til þess þarf alls konar sýrur og önnur efni til að leysa bergið upp. Og síðan til að vinna þetta áfram, þarf að skilja að alla þessa málma, því þeir eru allir með mjög svipaða eðlisþyngd.. Til þessa þarf gríðarlega tæknilega flóknar skiljur, sem þeytir þeim í mismunandi þyngdarflokka og til þess þarf mikla orku. Þetta hafa Kínverjar þróað mjög mikið. Það er þekkt að það er mjög mikil mengun í kringum þessi námu- og vinnslu svæði í Kína og í Myanmar og á fleiri stöðum.”
Finnst á Norðurlöndum
Þessi tvö ríki búa hins vegar ekki við sömu ströngu umhverfislöggjöf og Vesturlönd og leyfa ekki sama andóf. Víða í Evrópu er hægt að finna þessa málma og núna er verið að tala um að opna námur í ýmsum löndum. þar á meðal á Norðurlöndum til dæmis í Telemark í Suður-Noregi og í mið Svíþjóð.
„Nei það færi allt á annan endann í Noregi og Svíþjóð ef farið væri eins að og í Kína, en það er þó verið að ræða að losa eitthvað um umhverfisreglur í Noregi. Þar er verið að opna koparnámur og til stendur að henda aukabergi út í fjörð. Það hefur allt orðið brjálað í Norður-Noregi yfir því.”
Ekki má heldur gleyma því að almennt eru Evrópuríki þéttbýl.
„Nokkur svona karbonatít í Evrópu eru í miðri byggð og yrðu sennilega aldrei farið að vinna það, til dæmis Kaisersthuhlhæðir í Rínardalnum nærri Freiburg innanum vínekrur og bændabýli.”
——
*Lantaníðarnir eru lantan (La), serýn (Ce), prasódým (Pr), neódým (Nd), prómetín (Pm), samarín (Sm), evrópín (Eu), gadólín (Gd), terbín (Tb), dísprósín (Dy), hólmín (Ho), erbín (Er), þúlín (Tm), ítterbín (Yb) og lútetín (Lu).