Geologian tutkimuskeskus

Hi-tech-metallit

Hi-tech-metalleja käytetään erityisesti ympäristöystävällisissä energiaratkaisuissa, kuten hybridi- ja sähköautoissa, tuuliturbiineissa ja aurinkopaneeleissa sekä tutkissa, aseteollisuudessa, lasereissa, tietotekniikassa ja viihde-elektroniikassa. Hi-tech-metallit ovat välttämättömiä kehittyneiden maiden talouden kasvulle.

Hi-tech-metalleja ovat antimoni (Sb), beryllium (Be), gallium (Ga), germanium (Ge), indium (In), koboltti (Co), litium (Li), molybdeeni (Mo), niobium (Nb), platinaryhmän metallit (PGM), harvinaiset maametallit (REE), tantaali (Ta), titaani (Ti), vanadiini (V) ja volframi (W). Harvinaisiin maametalleihin kuuluvat 15 lantanoidi-ryhmän metallia sekä skandium (Sc) ja yttrium (Y). EU on määritellyt 20 raaka-ainetta kriittisiksi sen perusteella, että niillä on suuri taloudellinen merkitys ja niiden saatavuuteen liittyy mahdollisia riskejä. Näistä noin puolet lukeutuu high-tech-metalleihin. EU:n kriittisten raaka-aineiden esiintymistä ja tuotantoa Suomessa ovat tarkastelleet Kihlman & Lauri (2013). Yhteenveto EU:n kriittisistä ja muista merkittävistä raaka-aineista sekä niihin liittyvästä kaivostoiminnasta ja löytymispotentiaalista Suomessa on esitetty oheisessa taulukossa.

EU:n kannalta kaikkein kriittisimpinä pidetään harvinaisia maametalleja ja platinaryhmän metalleja. Maailmassa 95 % harvinaisista maametalleista tuotetaan Kiinassa. Siellä arvioidaan olevan yli 50 % maailman REE-varoista. Erityisesti pulaa on sähkömoottorien kestomagneetteihin tarvittavista raskaista harvinaisista maametalleista (HREE: yttrium ja 7 raskainta REE:tä). Niinpä autoteollisuudessa ollaan ottamassa käyttöön korvaavia aineita. Kiina on vähentänyt harvinaisten maametallien vientiä ja sopeuttanut niiden tuotantoa tarpeidensa mukaiseksi. Silti harvinaisten maametallien hinnat ovat ylikuumentuneen tilanteen jälkeen laskeneet roimasti. Kiinan ulkopuolella on käynnissä lähes 300 REE-projektia, mutta näiden esiintymien saattaminen kaivostuotantoon ja malmin jalostaminen metalleiksi ovat kalliita ja aikaa vieviä prosesseja.

Tuotanto Suomessa

High-tech-metallien raaka-aineita saadaan myös Suomen kallioperästä, ja se onkin tunnettujen esiintymien valossa poikkeuksellisen potentiaalinen monien high-tech-metallien suhteen ( kuva 1. ). Suomesta tuli vuonna 2012 yksi Euroopan suurimmista platinaryhmän metallien tuottajista tuotannon käynnistyttyä Kevitsan kaivoksessa. Kevitsasta tuotettiin 429 kg platinaa ja 379 kg palladiumia, kun Venäjää ja Suomea lukuun ottamatta platinaryhmän metallien Euroopan kaivostuotannon (Puola ja Serbia) on arvioitu olleen yhteensä enimmillään 120 kg vuodessa vuosien 2008−2012 aikana. Myös Hituran kaivoksen vuonna 2012 tuottama, Kiinassa jatkojalostettava nikkelirikaste sisälsi platinaa ja palladiumia. Metallinjalostajista Norisk Nickel tuotti kuparisakassa 280 kg platinaa ja 653 kg palladiumia, ja Boliden Harjavalta tuotti noin 540 kg platinametallirikastetta.

Vuonna 2012 Talvivaaran kaivoksesta myytiin nikkeli-kobolttisulfidisakassa 355 t kobolttia Norilsk Nickel Harjavalta Oy:lle. Täydessä tuotannossa kaivoksen on suunniteltu tuottavan vuosittain 1 800 t kobolttia. Vuonna 2012 Kylylahden kaivos tuotti 117 819 t kobolttirikastetta ja lisäksi kobolttia sisältävää rikkirikastetta, mutta rikasteiden kobolttia ei ole jalostettu metalliksi vaan niitä välivarastoidaan toistaiseksi. Myös Hituran ja Kevitsan kaivosten nikkelirikaste sisälsi kobolttia. Voidaan arvioida, että neljän edellä mainitun kaivoksen vuonna 2012 tuottamissa rikasteissa olisi yhteensä noin 1 380 t kobolttia. Suomen lisäksi kobolttia tuotetaan Euroopan maista vain Venäjällä, ja siellä koboltin kaivostuotanto on runsaat 2 000 tonnia vuodessa (Brown ym. 2014a). Metallisen koboltin tuotanto Suomessa (10 562 t vuonna 2012) vastaa yli puolta sen tuotannosta koko Euroopassa ja 14 % sen tuotannosta maailmassa.

Germaniumtuotteita valmistettiin Suomessa 16 tonnia, mikä vastaa 13 % germaniumin tuotannosta maailmassa. Suomessa tuotettava germanium on peräisin ulkomaisista raaka-aineista.

Tärkeimmät tunnetut hi-tech-metallien esiintymät Suomen metallipotentiaaliset alueet
Suomen hi-tech-metallien esiintymät  Suomen metallipotentiaaliset alueet 
Kuva 1. Kuva 2.
Avaa (pdf)
 
Avaa (pdf, 0.40 mb)
Avaa (jpg, 0.74 mb)
 

Muut high-tech-metallien varannot

Suomen kallioperä on tunnettujen esiintymien valossa poikkeuksellisen potentiaalinen monien high-tech-metallien suhteen (kuva 2.). Ranualla sijaitsevat maailmanluokkaa olevat PGM-esiintymät ovat tuottaneet Suhangon kaivosprojektin, ja Suomessa on arviolta noin 50 löytymätöntä PGM-esiintymää. Harvinaisten maametallien löytymisen kannalta potentiaalisia kivilajeja ovat etenkin karbonatiitit ja alkalikivet, joista mm. Soklin ja Korsnäsin karbonatiitit sekä Pyhännän ja Otanmäen alkaligneissit ovat tutkimusten kohteina. REE-tutkimuksia tehdään myös Sodankylässä Tana-vyöhykkeellä ja Etelä-Suomessa mm. rapakivigraniittialueilla, joista etsitään erityisesti arvokkaita raskaita harvinaisia maametalleja.

Suomen litiumvarannot sijaitsevat Keski-Pohjanmaan litiumprovinssissa Kokkolan, Kaustisen ja Kruunupyyn alueilla (kuva 2.), jossa tavataan spodumeeni-nimistä litiumpitoista mineraalia kymmenissä pegmatiittijuonissa. Esiintymien mahdolliset litiumvarannot ovat yhteensä 10−20 Mt, ja niiden Li2O-pitoisuus on keskimäärin noin 1 %. Löydetyt uudet esiintymät (Leviäkangas, Syväjärvi, Outovesi ja Rapasaari) ovat lisänneet merkittävästi alueen Li-Be-Ta-varoja, ja alueen spodumeenivarannot luetaankin Euroopan merkittävimpiin kuuluviksi. Länttä on Suomen litiumesiintymistä tarkimmin tutkittu ja on suunniteltu, että alueella alettaisiin lähivuosina tuottaa litiumkarbonaattirikastetta akkuteollisuuden raaka-aineeksi.

Suomen kallioperää on tutkittu varsin vähän indiumin, galliumin, germaniumin sekä harvinaisten maametallien (yttrium ja skandium mukaan lukien) osalta. Rautalammilla sijaitsee lupaava skandium-zirkonium-aihe. Tantaalia ja berylliumia esiintyy Lounais-Suomen kompleksipegmatiittien yhteydessä, esimerkkinä Rosendalin beryllium-tantaaliesiintymä. Soklin fosforimalmiin liittyy mahdollisesti ekonominen niobiumesiintymä. Antimoni on herättänyt kaivosyhtiöiden kiinnostuksen Seinäjoen alueella, jossa tiedetään olevan pieni antimoni-kultamalmiaihe.

Suomen merkittävimmät titaanivarannot sijaitsevat Kälviän, Kauhajoen, Otanmäen, Taivalkosken, Kolarin ja Oijärven alueilla magnetiittigabroissa. Porin pigmenttitehtailla tuotettavan titaanidioksidin raaka-aineena käytettiin vielä 1980-luvun alkupuolella Otanmäen rauta-titaani-vanadiinikaivoksen ilmeniittirikastetta. 

Lähteet:

Kihlman, S. & Lauri, L. 2013. Kriittiset metallit ja mineraalit sekä niiden alueellinen jakautuminen ja esiintymispotentiaali Suomen ja Fennoskandian alueilla. 18 s. Geologian tutkimuskeskus, arkistoraportti 102/2013.

arrow Takaisin Metallit-sivulle

 

Sivun URL: http://www.gtk.fi/geologia/luonnonvarat/metallit/hi_tech_metallit.html

Sivu luotu: 27.06.2017