Juttu on julkaistu Yliopisto-lehdessä 5/2026.
Kuuntele juttu
Otetaan kourallinen magneetteja sähköauton moottorista, vettä ja hieman orgaanista happoa. Sekoitetaan päivä tai pari huoneenlämmössä. Suodatetaan ja kuivataan.
Tutkijatohtori
Neodyymi on yksi 17 harvinaisesta maametallista, jotka ovat viime vuosina nousseet arvoon arvaamattomaan. Neodyymia tarvitaan tehokkaisiin magneetteihin, jotka muuttavat sähkön liikkeeksi ja liikkeen sähköksi. Niitä käytetään etenkin sähköautoissa ja tuulivoimaloissa.
Harvinaiset maametallit eivät ole varsinaisesti harvinaisia, mutta niitä ei nykyään louhita EU:ssa. Kiina on alhaisilla kustannuksillaan onnistunut haalimaan valtaosan maametallien louhinnasta ja jalostuksesta itselleen.
Euroopassa on kuitenkin paljon harvinaisia maametalleja — esimerkiksi loppuun käytetyissä sähkömoottoreissa ja muussa kierrätykseen päätyneessä elektroniikassa.
Romun arvo
Kaikenlainen romu on tavattu viedä Euroopasta muualle kierrätettäväksi.
— Sen arvoa ei nähty ennen kuin maailmanpoliittiset myllerrykset toimivat herätyksenä, toteaa kemian professori
Hänen ryhmänsä on mukana isossa EU-hankkeessa, jossa luodaan maametalleille eurooppalaista arvoketjua kartoituksesta, jalostuksesta ja kierrätyksestä uusiin magneetteihin asti.
Onko kiinalaisten kanssa mahdollista kilpailla niin, että se olisi taloudellisesti kannattavaa?
— Tarkoitus on tehdä tämä niin hyvin, että se olisi sekä kannattavaa että kestävän kehityksen mukaista. Kyse on myös huoltovarmuudesta. Emme halua, että jonain päivänä meille ilmoitetaan, ettei näitä metalleja ole saatavilla.
Huoli ei ole tuulesta temmattu: Yhdysvallat hermostui viime vuonna, kun Kiina rajoitti aseiden valmistuksessa tärkeiden harvinaisten maametallien maastavientiä maiden välisen kauppakiistan aikana. Myös koronapandemian iskiessä Kiina suosi oman maan ostajia ulkomaisten kustannuksella.
Kilpajuoksua
Harvinaiset maamineraalit ovat geopolitiikan polttopisteessä: ei ole sattumaa, että juuri Ukrainassa, Venezuelassa ja Grönlannissa uhitellaan tai soditaan.
— Menossa on suurvaltojen kilpajuoksu resurssien äärelle, toteaa globaalin kehitystutkimuksen professori
Ukrainassa Donald Trump kytki mineraalit rauhansuunnitelmaan, ja ne olivat alkujaan myös yksi syy Venäjän hyökkäykseen. Venezuelassa Trump on jo tehnyt diilejä alkuperäiskansojen mailla louhivien julmien rikollisjengien kanssa. Grönlantia Trump himoitsee, koska jään sulaessa mahdollisesti paljastuu uusia malmiesiintymiä.
Ilman maametalleja ei rakenneta tuulimyllyjä ja sähköautoja, mutta Trumpia kiinnostavat enemmänkin armeijan tarpeet. Maametallit ovat välttämättömiä myös esimerkiksi hävittäjälentokoneissa ja drooneissa.
— Ei Grönlannista vihreää siirtymää haeta, vaan aseita, Kröger huomauttaa.
Suomestakin löytyy
Vaikka Euroopassa ei nyt ole aktiivisia maametallikaivoksia, muun muassa Norjassa, Ruotsissa ja Suomessa on lupaavia esiintymiä, kertoo geotieteiden yliopistonlehtori
Lapin Soklista saattaa löytyä esimerkiksi yttriumia, lantaniumia ja ceriumia. Pohjanmaalla Korsnäsissä oli harvinaisten maametallien kaivos jo 1960-luvulla, ja siellä tehdään tutkimuksia kaivausten aloittamiseksi uudelleen. Koekairauksissa on löydetty neodyymiä ja praseodyymiä.
Kaivoksen perustaminen on pitkä prosessi. Suomessa siinä voi kestää kymmenen vuotta.
— Metallien markkinahinta muuttuu maailmantalouden ja teknologian kehityksen mukana. Se vaikuttaa siihen, missä kannattaa louhia ja milloin, Kalliomäki sanoo.
Harvinaisia maametalleja kutsutaan harvinaisiksi siksi, että ne ovat malmissa pieninä pitoisuuksina. Siksi niiden erottamiseksi joudutaan käsittelemään suuria maamassoja. Harvinaisia maametalleja irrotetaan malmista yleensä väkevillä hapoilla, jotka aiheuttavat herkästi ympäristötuhoja.
Eri maametallien irrottaminen vaatii eri metodeja ja useampia erottelukierroksia. Joissain mineraaleissa on myös radioaktiivisia aineita, jotka lähtevät erottelussa liikkeelle.
Nissanin magneetit
Harvinaisia maametalleja voi etsiä myös romun joukosta. Timo Revon ryhmä tutkii, kuinka vanhoista magneeteista saadaan raaka-ainetta uusille. Magneetit ovat peräisin Sloveniasta yhteistyöyritykseltä, joka on kehittänyt robotiikkaa niiden irrottamiseen autonmoottoreista.
Yhdestä sähköauton moottorista saadaan noin 1,8 kilogrammaa magneetteja. Niistä osa saadaan irrotettua ehjinä ja loputkin voidaan kierrättää liuottamalla.
— Me liuotamme harvinaiset maametallit särkyneistä magneeteista, jotka eivät kelpaa suoraan käyttöön. Kehitämme ympäristöystävällisiä liuotusmenetelmiä, jotta kierrättäminen olisi turvallista.
Revon laboratoriossa keskitytään neodyymiin ja samariumiin, jotka kummatkin ovat pääkomponentteja kestomagneeteissa.
— Olemme päässeet hyvin vauhtiin. Olemme liuottaneet muun muassa Nissan Leafin magneetteja ja saaneet niistä talteen jopa 95 prosenttia harvinaisista maametalleista.
Kun liuoksesta suodatettu maametalli konsentroidaan ja pelkistetään metalliksi, sitä voidaan käyttää uusien magneettien valmistamiseen. Se on raaka-aineena aivan yhtä tasokasta kuin kaivoksista tuleva neitseellinen maametalli.
Turvalliset hapot
Bhavesh Parmar esittelee laboratoriossa, kuinka liuotus tapahtuu. Ensin magneetit jauhetaan ja niiden koostumus analysoidaan. Sitten ne laitetaan pyörimään astiaan, jossa on vettä ja heikkoa orgaanista happoa.
— Käytämme muurahais-, etikka- tai maitohappoa alhaisina pitoisuuksina. Ne ovat turvallisempia kuin perinteiset mineraalihapot rikki- ja typpihappo, eivätkä aiheuta ongelmia ihmisille tai ympäristölle.
Veden ja hapon yhdistelmällä päästään käsiksi neodyymiin. Se johtuu siitä, että magneettien muut aineet liukenevat veteen ja happoon, mutta neodyymi ei. Saostuneen neodyymisuolan voi eristää liuoksesta suodattamalla.
Parmar nostaa pöydälle neodyymipurkin viereen pullollisen vaaleanpunaista nestettä. Siinä ovat magneettien rauta, boori ja muut alkuaineet liuenneina veteen ja happoon.
Kilosta eteenpäin
Parmar aloitti kokeet yksittäisillä magneeteilla, muutamista grammoista, ja kasvatti määrää vähitellen. Nyt analysoitavina ovat 50 gramman erän tulokset.
Seuraavaksi tavoitteena on edetä yhteen kiloon, mutta sen jälkeen pallo siirtyy eteenpäin.
— Kehitämme menetelmää, jota voidaan soveltaa teollisessa mittakaavassa. Nyt tiedämme, että prosessi toimii, ja 99-prosenttisen varmasti se toimii isommassakin skaalassa.
Revon ryhmään kuuluva väitöskirjatutkija Ana Cizerl tutkii samariumista ja koboltista valmistettujen magneettien liuottamista. Ne ovat hitusen hankalampia, koska ne sietävät paremmin kemikaaleja. Siitä huolimatta niilläkin on saatu jo erinomaisia tuloksia, mutta mukaan on tarvittu myös vähän vetyperoksidia.
Hankala korvata
Miksi harvinaiset maametallit ovat niin hyviä teknologian rakennusaineita?
— Niiden magneettiset, optiset ja sähkönjohtavuuteen liittyvät ominaisuudet ovat erinomaisia, Henrik Kalliomäki toteaa.
Lähes kaikki korkeampi teknologia tarvitsee harvinaisia maametalleja. Nestekidenäyttöjä ei valmisteta ilman europiumia, terbiumia ja yttriumia. Dysprosium taas saa metallit sietämään korkeampia lämpötiloja.
Maametalleille on hankala löytää korvaajia, tuumii Kalliomäki. Vielä niille ei ole onnistuttu kehittämään taloudellisesti kannattavia vaihtoehtoja. Myös teknologia, joka ei tarvitse maametalleja, on vasta kehitysvaiheessa.
Suuri tarve
Tavoitteena on, että tulevaisuudessa sähkömoottoreiden magneetit olisivat helpommin kierrätettävissä. Niille tulee digitaalinen sormenjälki, jonka avulla niiden koostumus ja alkuperä ovat heti tiedossa.
Harvinaisten maametallien kierrätysaste on EU:ssa alle prosentin. Voisiko kierrättämällä turvata huoltovarmuuden?
— Ongelma on, että tarvitsemme lisää sähköautoja ja tuulimyllyjä. Tarve on paljon suurempi kuin kierrätettäviä maametalleja on saatavilla, Timo Repo toteaa.
Kierrätys olisi ratkaisu vasta sitten, jos kulutus olisi sen kanssa tasapainossa. Silti nykytilanteessakin kierrätys tuo kaivattua apua harvinaisten maametallien puutteeseen.
Kulutus kuriin
Maametallien jalostus kannattaisi hoitaa sellaisissa maissa, joissa ympäristöä ja ihmisoikeuksia kunnioitetaan ja korruptio on vähäistä, Henrik Kalliomäki sanoo.
— Tärkeintä on pienentää kysyntää ja kasvattaa kierrätystä. Teknologian käyttöikä on naurettavan pieni. Myös kulutustottumuksia on syytä muuttaa. Tarvitseeko joka toinen vuosi ostaa uusia puhelimia ja tietokoneita?
Myös Markus Kröger toivoo, että nykyinen resursseja tuhlaileva elämäntyyli tulisi tiensä päähän. Uusien kaivosten avaamisen sijasta hän katsoisi jätekasoihin ja teollisuuden sivuvirtoihin ja vaatisi elektroniikalta kestävyyttä.
Kaivoksia ei myöskään kannattaisi tyhjentää nykyisellä vauhdilla. On varmaa, että malmien arvo vain kasvaa tulevaisuudessa.
Yliopisto-lehti on Helsingin yliopiston tiedeaikakauslehti, joka on sitoutunut Journalistin ohjeisiin.
Harvinaisia maametalleja on 17. Niitä ovat jaksollisen järjestelmän kolmanteen ryhmään kuuluvat skandium ja yttrium sekä kaikki lantanoidit. Kevyitä maametalleja ovat lantaani, cerium, praseodyymi, neodyymi, prometium ja samarium, ja raskaita taas europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium ja lutetium.
Harvinaisten maametallien esiintymiä on eri puolilla maapalloa, mutta useimmiten hyvin pieninä pitoisuuksina. Taloudellisesti merkittäviä maametalliesiintymiä syntyy kiteytymällä magmasta tai maankuoren kuumista hydrotermisistä liuoksista sekä rapautumisen ja sedimentaation seurauksena.
— Geologeja kiinnostaa, miten maametallit käyttäytyvät erilaisissa geologisissa prosesseissa, kuten magmasta kiteytyessä. Menevätkö ne mineraaleihin vai jäävätkö magmaan, yliopistonlehtori Henrik Kalliomäki kuvaa.
Raskaat maametallit tuppaavat menemään tiettyihin mineraaleihin ja kevyet toisiin. Kevyitä maametalleja löytyy erityisesti bastnäsiitti- ja monatsiitti-nimisistä mineraaleista. Raskaita taas on ksenotiimi-mineraalissa. Yleensä esiintymissä on useita eri maametalleja.
Maametallien synty vaatii tiettyä kemiallista koostumusta magmalta ja hydrotermisiltä liuoksilta, tiettyjä geologisia prosesseja ja tiettyä mineraalien kiteytymisjärjestystä.
Kiinan salainen ase
Suurimmat maametallien varannot löytyvät Kiinasta, jossa niitä on arviolta 44 miljoonaa tonnia. Yhdysvalloissa on 1,9 miljoonaa tonnia ja Grönlannissa 1,5 miljoonaa tonnia. Myös Brasilialla on isot varannot, 21 miljoonaa tonnia, mutta niiden hyödyntäminen on vielä vähäistä.
— Kiinaan on syntynyt paljon maametalliesiintymiä kallioperän ja ilmasto-olosuhteiden vaikutuksesta. Maa on myös panostanut merkittävästi malmien etsintään, yliopistonlehtori Henrik Kalliomäki sanoo.
Kiina hallitsee myös maametallien jalostusketjua. Kansainvälisen energiajärjestön IEA:n mukaan Kiina louhii 60 prosenttia ja jalostaa 91 prosenttia maailman harvinaisista maametalleista. Kestomagneettien tuotannosta Kiinan osuus on peräti 94 prosenttia.
Kiinan etulyöntiasemaan on herätty myöhään, mutta vapaakaupan ajan jälkeen pinnalla on nyt omavaraisuus. EU on listannut kriittiset mineraalit, joiden saatavuuteen kiinnitetään huomiota. Niihin kuuluvat harvinaisten maametallien lisäksi muun muassa litium, koboltti ja nikkeli.
Vihreän siirtymän edetessä harvinaisten maametallien kysynnän arvioidaan kasvavan räjähdysmäisesti.
— Globalisaation aikana ajateltiin naiivisti vain sitä, missä on halvinta tuottaa, eikä mietitty riskejä. Kiinan nousua vallankäyttäjäksi ei ymmärretty. Maametallien merkitys on paljastunut vasta vähitellen, arvioi professori Markus Kröger.
Kiina pystyi tuomaan maametalleja markkinoille halvalla, koska se laiminlöi ympäristö- ja terveyssääntelyn ja antoi kaivoksille paljon valtiontukia.
Nyt Kiina hallitsee alaa ja voi kiristää muita uhkaamalla maametallien vientikiellolla. Tästä syystä Yhdysvaltain presidentti Donald Trumpkin perääntyi tulleista.