This scenario study focused on potential future demand of critical metals if the world strives for equitable use of technologies in the world in 2050. Smartphones and other electronics are increasing in the world and the consumption rate is high as the use-life generally are short. Technologies moving away from fossil fuels have increased in recent years and include solar cells and wind power in the energy sector and electric vehicles in the transportation sector. All these growing technologies are dependent on some specific metals. In some technological areas, the potential future use of specific metals have the risk to become critically scarce, as the use of these technologies increase. These technologies and their use of these potentially critical metals have been investigated in this scenario study, assuming equitable technology distribution in 2050. For metals which in the scenario study indicate critical supply, potential strategies have been screened. Rare earth elements have played a huge role improving wind turbines due to their use of neodymium, praseodymium, dysprosium and terbium. Indium and tellurium are used to produce the new generation of solar cells. Lithium is important in electric vehicles and smartphone batteries. These potentially scarce metals might have the possibility to be substituted with other metals that can serve as a good enough substitution in these application. If these metals are substituted it is important that the substitution materials will not in themselves become critical. Substituting one critical metal with another might just result in the same unsustainable problems. These potentially scarce metals are also connected to some environmental consequences as demand is rapidly growing and mining is the main source for these metals. Another problem is that recycling rates are low and these metals often end up in landfills where they pose a risk of leaching hazardous or harmful substances. This scenario study showed supply limitations for the seven metals that were included. The outcome of this study resulted in the following conclusions:  Indium and tellurium have a risk to become extremely critical where neither reduced material intensity nor recycling can decrease demand enough.  Lithium demand Risks to become too high to support with current reserves and as material intensity is likely to increase, and recycling only can contribute with small shares in 2050, substitution is the preferable solution to the lithium scarcity.  Neodymium, praseodymium, dysprosium and terbium demands can be reduced through reduced material intensity, but as they are dependent on other REEs the availability of these four metals will depend on the demand for other REEs  Materials under development as substitutions have to be studied regarding their availability and price sensitivity. Substituting one critical metal with another may result in similar problems for a new metal instead of a long-term solution. / <p>2017-05-02</p>

I samband med befolkningsökning, höjd generell levnadsstandard och teknikutveckling så har behovet av kritiska metaller i samhället ständigt ökat och det är enbart en tidsfråga om när minerallagret av dessa metaller tar slut. För att kunna bemöta framtida behov behövs en mer självständig produktion av kritiska metaller och en mer cirkulär ekonomi. Som följd av den ökande konsumtionen i samhället av metaller så ökar också risken för oönskad spridning och förändrad koncentration av ämnen i natur och samhälle. Som en följd av ökade närsalter i haven blir makroalgsblomningar vanligare vilket bland annat leder till att uppkastad tång och sjögräs längs kuster blir ett vanligare och ett växande problem i många delar av världen. Den här studien undersöker potentialen i att omvandla vad som vanligtvis anses vara avfall, strandkantens uppspolade sjögräs och alger, till en resurs genom utvinning av kritiska metaller från makroalger. För att beräkna potentialen av att utvinna metaller från alger har en litteraturstudie genomförts för att framställa mängder av kvarvarande kritiska metaller som jämförs med koncentrationer av gruvavfall och vanligt förekommande halter inom naturen. I samband med litteraturstudien skall ett beräkningsexempel begränsat till Gotland genomföras, för att beräkna en teoretisk mängd metall som skulle kunna utvinnas. Resultaten visar att makroalger har märkbart högre mängder kritiska metaller jämfört med vanligt förekommande referensarter och betydligt lägre mängder än gruvavfall. Studien kom till slutsatsen att det finns potential i utvinningen av kritiska metaller från makroalger, men att det kan bli mer kostnadseffektivt om man samtidigt tar vara på andra resurser från makroalgerna samtidigt som metaller utvinns. / In connection to population growth, higher living standards and technological development, the need for critical metals in society has constantly been increasing at an ever so accelerating pace, it is only a matter of time before their exhaustion. To fulfil future needs, increased independent production of critical metals and a more circular economy is needed. As a result of the increasing consumption within society, increased emissions are taking place into nature. In connection with increased pollution in nature, massbloooms of macroalgae and accumulating beach cast macroalgae and seaweed along coasts is becoming more common and a growing problem in many parts of the world.  This study investigates the potential of converting what is commonly considered waste, washed-up seaweed, and algae into a resource through the extraction of critical metals from such said waste. To calculate the potential of extracting metals from macroalgae, a literature study was conducted to show the amounts of critical metals in macroalgae which were then compared to concentrations found in mine waste and commonly found levels in nature. In connection with the literature study, a calculation example limited to Gotland was conducted, to calculate a theoretical amount of metal that could be extracted. The results show macroalgae has noticeably higher amounts of critical metals than commonly found in reference species and greatly lower amounts than that of mine waste. The study concluded that there is potential in the extraction of critical metals from macroalgae, but that it can be more cost-effective if other resources from the macroalgae are used at the same time as metals are extracted.

I denna studie undersöktes cirkulära metallflöden i medicinteknik på Akademiska sjukhuset i Uppsala och Region Uppsala. Syftet var att kartlägga och undersöka kritiska metaller i utvald medicinteknisk utrustning. Återvinningen av metaller i utrustningen på Akademiska sjukhuset undersöktes. Utöver detta studerades upphandlingar kring medicinteknisk utrustning och förslag och åtgärder för förbättringar presenterades. Specifik högteknologisk medicinteknisk utrustning och komponenter valdes ut för studien. Dessa var: datortomografi, magnetisk resonanstomografi, strålbehandling, patientövervakning (monitorer, termoelement och pulsoximeter) samt batterier och touchskärmar. 33 olika metaller kartlades i utrustningen och en kriticitetsmatris utformades för kriticitetsbedömningen av metaller. Kriticitet i denna studie beaktade försörjningsrisk och en ny bedömningsparameter: medicinteknisk betydelse. Tio metallers kriticitet bedömdes och dysprosium, europium, praseodym, niob, kobolt, indium, litium, gallium och volfram bedömdes som kritiska metaller för medicinteknik.  Akademiska sjukhuset har en egen återvinningsstation där de sorterar batterier och den medicintekniska utrustningen. Därefter transporteras batterier till El-Kretsen och elektronikavfall till Stena Recycling för återvinning. Där utvinns metallerna ur produkterna och säljs sedan vidare för att användas i nya produkter. El-Kretsen följer de lagstadgade kraven för återvinning av batterier, vilket varierar mellan 50-65 %, men återvinner inte mycket mer än vad lagen säger. Stena Recycling gör massabalanser på produkterna för att få information om vilka metaller elektronikavfallet innehåller och uppgav att de på så vis kan återvinna 98-99 %. Flera regioner kontaktades angående deras upphandlingskrav om metaller i medicinteknisk utrustning. Region Uppsala ställer inga miljökrav för metaller vid upphandling av medicinteknisk utrustning, men krav bör ställas på tillverkare och leverantörer. Det finns flera regioner som Region Uppsala kan ta inspiration ifrån för att formulera upphandlingskrav. Även IT- och byggbranchen har krav för metaller och materialåtervinning som är värda att studera vidare. För att förbättra återvinningen genom upphandlingskrav kan krav om innehållsdeklaration, demonterbarhet och omhändertagning av medicinteknisk utrustning utvecklas. Slutligen rekommenderas fortsatta studier inom detta ämne genom att utöka kartläggningen och kriticitetsbedömningen av metaller i medicinteknik.

Sphalerite is, apart from being the main global source of zinc (Zn), also one of the main source for the critical elements indium (In), gallium (Ga) and germanium (Ge), which can be extracted as by-products during Zn mining. In the westernmost part of the Palaeoproterozoic Bergslagen ore province, Sweden, In-anomalies have been reported from sulphide mineralizations. These In-anomalies can be attributed to either pre-ore formation crustal processes manifested by the local (Svecofennian, c. 1.87-1.89 Ga) syn-volcanic mineralisations, or to epigenetic metasomatic events primarily related to younger (c. 1.80-1.79 Ga) granitoids. In this study, sphalerite samples from 19 different mineralisations in westernmost Bergslagen were examined by both electron probe microanalyzer (EPMA) and laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS), in order to firstly, measure trace element concentrations, and especially those of the critical element In, Ga and Ge, and secondly, to apply this information to gain new information on the trace element inventory and incorporation mechanisms of sphalerite. The dataset also allows for testing the ore-formation process models, not least in cases of elevated In-contents. Utilization of these two analytical methods also provided the opportunity for a direct spot-to-spot comparison of their performance in detecting trace element concentrations in sphalerite. The results verify the In-enrichment of the area, whereas Ga and Ge only follow crustal abundancies. The concentrations of the other trace elements vary significantly, even at a sample scale. The compositional variation shows several patterns between certain elements, suggesting that their incorporation in the sphalerite lattice was allowed via substitution mechanisms (e.g. In3++(Cu+,Ag+)↔2Zn2+; Fe2++Cd2++Mn2+↔3Zn2+; Cu++Mn2++In3+↔3Zn2+). In contrast, some measured high Cd, Ag and Pb concentrations are attributed to nano (or micro) inclusions of primarily galena. Other elements such as As, Sn, Sb, Se, Au, Tl, Ni, Te and Mo yielded, in almost all the samples, concentrations below the detection limit for both analytical methods. Discrimination methods based on trace element concentrations and distribution of the In-enriched mineralizations suggest that the In-anomalies are most likely related to Svecofennian volcanic to subvolcanic hydrothermal processes, forming mineralisations that were later modified during the Svecokarelian orogeny. Finally, the direct comparison of EPMA results to that of LA-ICP-MS, showed the significantly better performance of the latter method in detecting trace-level concentrations, provided that a proper calibration procedure has been followed. / Sulfidmineralet zinkblände är, förutom att vara den huvudsakliga globala källan för zink (Zn), också ett av de viktigaste värdmineralen för de kritiska metallerna indium (In), gallium (Ga) och germanium (Ge), vilka kan utvinnas som viktiga biprodukter vid zinkbrytning. I den västligaste delen av malmprovinsen Bergslagen i Mellansverige har In-anomalier rapporterats från flera mineraliseringar. Dessa lokala In-anrikningar kan tillskrivas antingen processer verksamma innan och under den vulkaniska aktiviteten, eller senare geologiska händelser relaterade till yngre graniter. I denna studie har zinkblände från 19 olika mineraliseringar i västra Bergslagen karakteriserats med två olika system för mikrokemisk analys; elektronmikrosond (EPMA) och laserablativ induktivt kopplad plasma-masspektrometri (LA-ICP-MS). Detta har gjorts för att mäta spårelementhalter, och särskilt då för de kritiska metallerna In, Ga och Ge. Genom att använda dessa två metoder parallellt gavs också möjligheten till direkta jämförelser mellan dem vad gäller deras kapacitet för spårelementanalys av zinkblände. Resultaten verifierar att detta område är anomalt In-anrikat, medan halterna av Ga och Ge är låga och endast följer genomsnittshalterna för kontinental jordskorpa. Halterna av de övriga spårelementen varierar avsevärt, även på individuell provskala, och visar i flera fall systematiska mönster mellan vissa element. Dessa mönster tyder på att deras införlivande i zinkbländestrukturen gått via flera specifika utbytes-(substitutions-)mekanismer (t.ex. In3++ (Cu+, Ag+) ↔2Zn2+; Fe2+ + Cd2++ Mn2+ ↔3Zn2+, Cu++ Mn2++ In3+ ↔3Zn2+). Däremot kan förhöjda halter av Cd, Ag och Pd tillskrivas nano- (eller mikro-) inneslutningar av framförallt blyglans. Andra element, som As, Sn, Sb, Se, Au, TI, Ni, Te och Mo uppvisade halter under detektionsgränserna för båda analysmetoderna i nästan alla undersökta prov. Bildningsmässiga (genetiska) diskrimineringsmetoder baserade på spårelementhalter kombinerat med de geologiska och spatiella relationerna för de In-anrikade mineraliseringarna tyder på att de senare bildades genom svekofenniska vulkanisk-hydrotermala processer och därefter modifierats under svekokarelsk bergskedjebildning. Slutligen, i den direkta jämförelsen av EPMA gentemot LA-ICP-MS, visade den senare metoden signifikant bättre kapacitet för spårämnesanalys, förutsatt att ett korrekt kalibreringsprotokoll har följts.

The escalating demand for metals driven by advancements in renewable energy technologies and hightech products has underscored the significance of understanding and characterizing ore deposits. This study focuses on the Ertelien Ni-Cu deposit in Norway, a region rich in nickel, cobalt, and copper resources—essential components for the transition to a sustainable energy future. The deposit, located within the Kongsberg belt, holds substantial economic potential due to its Ni-Cu-Co sulfide mineral enrichment. Previous assay results from drill cores, optical microscopy, and electron probe micro-analysis were employed to characterize the mineralogy and based on this interpreter the formation mechanisms, and enrichment processes that formed the deposit.  The Ertelien deposit represents an igneous origin with significant Ni-Cu-Co content estimated at 2.7 million metric tons, with grades of 0.83%, 0.69%, and 0.06%, respectively, within a gabbronorite intrusive body. Optical microscopy and electron probe micro-analysis revealed a complex mineral assemblage including common silicates such as plagioclase, pyroxene, amphibole, mica, olivine, and others, as well as sulfides such as pyrite, chalcopyrite, pyrrhotite, pentlandite.  The primary objective of this study is to conduct an in-depth examination of the geological, mineralogical, and enrichment aspects of the Ertelien deposit. Specifically, primary magmatic and assimilation processes involved in the formation of Ni-Cu-deposits were be evaluated, as well as any potential metal redistribution resulting from secondary processes. Mineralogical studies, facilitated by combining optical microscopy and electron microprobe analysis provided important information on the mechanisms contributing to metal enrichment in or deposits. Optical microscopy and electron probe microanalysis revealed a complex mineral assemblage including common silicates such as plagioclase, pyroxene, amphibole, mica, olivine, and others, as well as sulfides such as pyrite, chalcopyrite, pyrrhotite, pentlandite.  The analyzed rock suite spans a range of compositions from gabbroic to tonalite, with MgO concentrations varying from 0.38 to 22.96 wt.%. Overall, there is a discernible trend of sulfur enrichment in or near samples characterized by low MgO and high Na2O and CaO contents, suggesting that sulfide saturation is likely associated with the assimilation of S-bearing gneisses into which the Ertelien gabbronorites intruded. Ni concentrations exhibit an increasing trend with depth. The nickel-to-cobalt ratio (Ni/Co) displays a discernible pattern that correlates with sulfide crystallization during the process of magmatic fractionation. Notable distinctions observed among groups characterized by differing Ni/Co contents in chalcopyrite, pentlandite, pyrrhotite, and pyrite reveal distinct trends in Ni concentrations. In conjunction with the presence of sphalerite and Ag-pentlandite, which are indicative of lower temperature origin compared to magmatic activity, all these observations provide compelling indications of diverse potential sources, including variations in magma compositions and the influence of hydrothermal processes.  Investigating ore formation conditions enhances the mining sector's ability to identify high-potential mineralization areas, vital for ensuring a stable supply of metals essential for renewable energy systems, electric vehicles, and advanced electronics. / Den eskalerande efterfrågan på metaller som drivs av framsteg inom förnybar energiteknik och högteknologiska produkter har understrukit betydelsen av att förstå och karakterisera malmfyndigheter. Denna studie fokuserar på Ertelien Ni-Cu-fyndigheten i Norge, en region rik på nickel-, kobolt- och kopparresurser – väsentliga komponenter för övergången till en hållbar energiframtid. Fyndigheten, som ligger inom Kongsbergsbältet, har en betydande ekonomisk potential på grund av dess Ni-Cu-Cosulfidmineralanrikning. Tidigare analysresultat från borrkärnor, optisk mikroskopi och elektronsondsmikroanalys användes för att karakterisera mineralogin och baserat på denna tolk för bildningsmekanismerna och anrikningsprocesserna som bildade fyndigheten.  Ertelien-avlagringen representerar ett magmatiskt ursprung med betydande Ni-Cu-Co-innehåll uppskattat till 2.7 miljoner ton, med halter på 0.83%, 0.69% respektive 0.06% inom en gabbronorit-intrusiv kropp. Optisk mikroskopi och elektronsondsmikroanalys avslöjade en komplex mineralsammansättning inklusive vanliga silikater som plagioklas, pyroxen, amfibol, glimmer, olivin och andra, såväl som sulfider som pyrit, kolopirit, pyrrotit, pentlandit.  Det primära syftet med denna studie är att genomföra en djupgående undersökning av de geologiska, mineralogiska och anrikningsaspekterna av Ertelienfyndigheten. Specifikt utvärderades primära magmatiska och assimileringsprocesser involverade i bildandet av Ni-Cu-avlagringar, såväl som eventuell metallomfördelning till följd av sekundära processer. Mineralogiska studier, underlättade genom att kombinera optisk mikroskopi och elektronmikrosondanalys gav viktig information om de mekanismer som bidrar till metallanrikning i eller avlagringar. Optisk mikroskopi och elektronsondsmikroanalys avslöjade en komplex mineralsammansättning inklusive vanliga silikater som plagioklas, pyroxen, amfibol, glimmer, olivin och andra, såväl som sulfider som pyrit, kolopirit, pyrrotit, pentlandit.  Den analyserade bergsviten sträcker sig över en rad kompositioner från gabbroic till tonalit, med MgOkoncentrationer som varierar från 0.38 till 22.96 viktprocent. Sammantaget finns det en urskiljbar trend av svavelanrikning i eller nära prover som kännetecknas av lågt MgO och högt Na2O- och CaO-innehåll, vilket tyder på att sulfidmättnad sannolikt är associerad med assimileringen av S-bärande gnejser i vilka Ertelien-gabbronoriterna inträngde. Ni-koncentrationer uppvisar en ökande trend med djupet. Förhållandet nickel till kobolt (Ni/Co) visar ett urskiljbart mönster som korrelerar med sulfidkristallisation under processen för magmatisk fraktionering. Anmärkningsvärda skillnader som observerats bland grupper som kännetecknas av olika Ni/Co-halter i karbonat, pentlandit, pyrrotit och pyrit avslöjar distinkta trender i Nikoncentrationer. I samband med närvaron av sfalerit och Ag-pentlandit, som indikerar lägre temperaturursprung jämfört med magmatisk aktivitet, ger alla dessa observationer övertygande indikationer på olika potentiella källor, inklusive variationer i magmasammansättningar och påverkan av hydrotermiska processer.  Att undersöka malmbildningsförhållanden förbättrar gruvsektorns förmåga att identifiera mineraliseringsområden med hög potential, avgörande för att säkerställa en stabil tillgång på metaller som är nödvändiga för förnybara energisystem, elfordon och avancerad elektronik.