Harvinaiset maametallit ovat nousseet suurvaltojen välisen politiikan keskiöön. Tässä jutussa kerromme, mitä nämä maametallit ovat, mihin niitä käytetään sekä niiden historiasta ja esiintymisestä Euroopassa ja maailmalla.
Harvinaiset maametallit (rare earth elements) ovat nousseet yhdeksi Yhdysvaltain ja Kiinan välisen kauppasodan kohteista. Huhtikuussa 2025 Kiina asetti vientirajoituksia seitsemälle harvinaiselle maametallille.
Lokakuun 9. päivänä Kiina lisäsi viisi uutta harvinaista maametallia listalle.
Harvinaiset maametallit kattavat yhteensä 17 alkuainetta. Niihin kuuluvat kaikki 15 lantanoidiryhmän alkuainetta sekä niiden kanssa kemiallisesti samankaltaiset skandium ja yttrium.
Harvinaiset maametallit esiintyvät luonnossa samoissa mineraaleissa.
Harvinaisia maametalleja saadaan pääasiassa kolmesta eri mineraalista. Ne ovat monatsiitti, bastnäsiitti ja ioniadsorptiosavi.
Harvinaiset maametallit ovat kiiltäviä ja pehmeitä sekä hopeanharmaan sävyisiä.
Yhteisiä ominaisuuksia kaikille harvinaisille maametalleille ovat elektropositiivisuus eli epäjalous eli kyky luovuttaa elektroneja ja muodostaa positiivisesti varautuneita ioneja. Lisäksi niillä on poikkeuksellisia magneettisia ja optisia ominaisuuksia.
Näitä metalleja käytetään muun muassa magneeteissa, moottoreissa, akuissa, näytöissä, katalyyteissä, metallurgiassa, lasereissa ja ydinvoimaloissa joko metallisessa muodossa tai esimerkiksi oksideina.
Harvinaiset maametallit vai kriittiset raaka-aineet?
Harvinaisia maametalleja ei tule sekoittaa kriittisiin tai strategisiin raaka-aineisiin.
Eri tahot, kuten Euroopan unioni, määrittelevät itse toiminnalleen kriittiset raaka-aineet. EU on listannut 34 kriittistä raaka-ainetta. Näistä 17 muodostavat vihreän siirtymän, digitalisaation ja puolustusteollisuuden kannalta strategisten raaka-aineiden listan.
Kevyet ja raskaat maametallit ovat kaksi näistä 34:stä kriittisestä raaka-aineesta.
Ovatko harvinaiset maametallit oikeasti harvinaisia?
Nimestään huolimatta harvinaiset maametallit eivät ole kovinkaan harvinaisia. Esimerkiksi cerium on maankuoren 25. yleisin alkuaine.
Toisaalta prometium on voimakkaasti radioaktiivinen alkuaine, jota ei esiinny luonnossa. Prometiumia valmistetaan ydinreaktioiden avulla.
Harvinaisten maametallien historia alkoi vuonna 1787, kun Ruotsin Ytterbystä löydettiin ytterbiitiksi nimetty mineraali.
Mineraali nimettiin myöhemmin gadoliniitiksi suomalaisen kemistin Johan Gadolinin mukaan. Hän tutki mineraalia vuonna 1794 ja löysi siitä oksidin, joka tunnetaan nykyään yttrium-alkuaineena.
Siihen aikaan alkuaineen käsite ei ollut vielä muodostunut. Harvinaisten maametallien erottaminen mineraalista oli haastavaa, mutta runsaan sadan vuoden aikana löydettiin muutkin 16 ainetta ja huomattiin, etteivät ne olekaan niin harvinaisia.
Nimeksi jäi kuitenkin harvinaiset maametallit.
Euroopan rooli ja Kiinan valta-asema
Noin 70 prosenttia harvinaisten maametallien louhinnasta ja 90 prosenttia jalostuksesta tehdään Kiinassa. Eurooppa hankkii yli 95 prosenttia harvinaisista maametalleistaan sieltä.
Kiinalla on myös maailman suurimmat harvinaisia maametalleja sisältävien mineraalien varannot noin 44 miljoonalla tonnilla. Seuraavana on Brasilia 21 miljoonalla tonnilla ja Intia 7 miljoonalla tonnilla.
Euroopassa on nykyään kaksi harvinaisten maametallien jalostuslaitosta: yksi Virossa ja toinen Länsi-Ranskassa. Ranskan laitos on Kiinan ulkopuolella ainoa, joka pystyy jalostamaan kaikkia 17 harvinaista maametallia.
Koska harvinaiset maametallit ovat kemiallisesti hyvin samanlaisia ja esiintyvät mineraaleissa yhtä aikaa, niiden erottaminen toisistaan ei ole helppoa. Ranskan jalostuslaitos käyttää tähän yhteensä noin 1 500 prosessia, uutisoi BBC.
Euroopassa ei ole yhtään toiminnassa olevaa harvinaisten maametallien kaivosta. Norjassa ja Ruotsissa sijaitsevat hankkeet ovat pisimmällä, mutta todennäköisesti kuluu vielä vuosikymmen ennen kuin ne ovat valmiita, kirjoittaa BBC.
Geologisen tutkimuskeskuksen (GTK:n) mukaan Suomesta löytyy useita suuria harvinaisten maametallien esiintymiä, joista Soklin malmio Savukoskella on merkittävin.
Lisäksi Euroopasta sopivia mineraaleja löytyy ainakin Grönlannista, Kreikasta ja Serbiasta.
Kaivostoiminta on nostanut esiin paljon ympäristöhuolia.
Suomi oli aikoinaan suuri tuotantomaa
Suomi tuotti 1960-luvulla jopa kymmenen prosenttia kaikista maailman harvinaisista maametalleista. Tuotannosta vastasi Typpi Oy (nykyinen Kemira), joka valmisti fosforia Neuvostoliitosta tuodusta apatiitista. Historiasta kertoo Kemia-lehti.
Apatiitti voi sisältää jopa viisi prosenttia harvinaisia maametalleja, joten fosforituotannon sivuvirrasta saatiin erotettua harvinaisia maametalleja.
1970-luvun puolessa välissä apatiitin toimitus Neuvostoliitosta loppui. Typpi Oy joutui vaihtamaan raaka-aineensa Marokkolaiseen fosfaattiin, joka ei sisällä harvinaisia maametalleja. Näin harvinaisten maametallien tuotanto loppui Suomessa.
Käyttökohteet
Harvinaisten maametallien käyttökohteet jaetaan tässä jutussa kuuteen kategoriaan: magneetit, metallien valmistus, loisteaineet, katalyytit ja kemialliset prosessit, lasi ja keramiikka sekä muut käyttökohteet.
Magneetit
Magneetteja käytetään sähkömoottoreissa, sähkögeneraattoreissa, tietokoneiden kovalevyissä, mikrofoneissa, kaiuttimissa ja magneettikuvauslaitteissa. Sähkömoottorit ja -generaattorit ovat olennaisia vihreässä siirtymässä. Niitä käytetään muun muassa sähköautoissa ja tuuliturbiineissa.
Neodyymi, praseodyymi, samarium ovat kestomagneeteissa käytettyjä harvainainaisia maametalleja. Lisäksi NdFeB-magneetteihin eli arkikielisesti neodyymimagneetteihin lisätään usein terbiumia tai dysprosiumia parantamaan lämpötilakestävyyttä.
Metallien valmistus
Esimerkkejä metallien valmistuksessa käytetyistä maametalleista ovat lantaani, cerium, praseodyymi, neodyymi ja yttrium.
Harvinaisia maametalleja lisätään teräkseen parantamaan sen vastustuskykyä korroosiota vastaan. Ainakin lantaania, ceriumia ja yttriumia käytetään tähän tarkoitukseen.
Lantaani-nikkeli-metalliyhdiste soveltuu vedyn varastointiin.
Praseodyymin ja magnesiumin seosta käytetään lentokoneiden moottoreissa, koska se on erittäin kestävää. Myös yttriumin tai neodyymi soveltuu tähän tarkoitukseen.
Loisteaineet
Harvinaisia maametalleja on käytetty väritelevisioiden loisteputkissa. Nykyään niitä käytetään myös led-teknologiassa, litteissä näytöissä, lasereissa, optisissa kuiduissa ja uv-lampuissa.
Näihin käyttötarkoituksiin soveltuu europium, terbium, yttrium, gadolinium, cerium, neodyymi ja erbium.
Katalyytit ja kemialliset prosessit
Lantaania käytetään katalyyttinä öljynjalostusprosessissa, tarkemmin sanottuna leijukatalyyttisessä krakkauksessa (FCC:ssä). Ceriumia ja praseodyymiä voidaan käyttää auton pakokaasukatalyyttinä.
Lisäksi praseodyymioksidin ja ceriumoksidin kiinteää liuosta voidaan käyttää katalyyttinä hapettumisreaktioissa.
Ceriumia käytetään myös puolijohdekiekkojen kemialliseen mekaaniseen kiillotukseen (CMP).
Lasit ja keramiikka
Ceriumia käytetään lasin värin poistamiseen. Lantaani auttaa minimoimaan hajaheijastumia, joten sitä käytetään kameroiden linsseissä, mikroskoopeissa ja kaksiteholaseissa. Neodyymiä käytetään lasin himmentämiseen esimerkiksi hitsausmaskeissa. Praseodyymillä värjätään lasia ja keraameja keltaisiksi.
Myös gadoliniumia, holmiumia ja erbiumia käytetään vastaaviin käyttötarkoituksiin.
Muut käyttökohteet
Muita käyttökohteita on paljon. Mainittakoon ainakin, että ydinvoimaloissa käytetään gadoliniumia, samariumia, dysprosiumia ja holmiumia. Lantaania ja ceriumia käytetään vedenpuhdistukseen.
Harvinaiset maametallit ovat kriittisiä myös puolustusteollisuudelle. Uutisotsikoihin on noussut ainakin, että yhden F-35-hävittäjän rakentamiseen tarvitaan yli 400 kiloa harvinaisia maametalleja, kuten neodyymiä, samariumia, dysprosiumia, terbiumia ja yttriumia.