Fakta om metaller och mineral

Metaller är en förutsättning för att tillverka de flesta produkter som används idag. Metaller utvinns ur metallrika mineral (malmer). Utöver en faktabakgrund presenteras här några vanliga mineral och metaller och hur de används i olika varor och tillämpningar.

Mineral

På Jorden finns bergarter i berggrunden som bygger upp jordskorpan. Bergarter består i sin tur av ett eller flera mineral. Ett mineral är ett fast oorganiskt ämne som förekommer i naturen. Mineral är uppbyggda av ett eller, vanligen, flera olika grundämnen och har bestämd kemisk sammansättning och kristallstruktur.

Överallt på jorden finns metaller bundna i mineral. Det som avgör om ett mineral är värt att bryta beror på hur mycket det kostar att utvinna metall ur det (brytning, energiåtgång, transporter mm). När mineral är ekonomiskt brytvärd för framställning av metall kallas detta för malm. Malm är med andra ord ett ekonomiskt begrepp. Järnmalm är t.ex. mineral med tillräckligt hög halt av järn för att vara ekonomiskt brytvärd. Man bryter malm antingen genom dagbrott eller underjordsbrytning.

Malmmineral och Industrimineral

Malmmineral är sådana mineral som innehåller en eller ibland flera metaller och bryts för att utvinna metall. Industrimineral däremot utvinns pga. att mineralet i sig har eftertraktade fysikaliska och kemiska egenskaper och bryts alltså inte för att man vill utvinna någon specifik metall ur dem.

Exempel på malmineral:

• Magnetit och Hematit (järnmalm)
• Zinkblände (zinkmalm)
• Kopparkis (kopparmalm)
• Blyglans (blymalm)
• Guld (förekommer i kopparmalmer eller i separata guldmalmer)
• Silver (förekommer i zink- och blymalmer)

Exempel på industrimineral:

• Kalcit (ingår i bergarten kalksten)
• Kvarts och fältspat (ingår i bergarten granit, pegmatit m.m.)
• Apatit (ingår i en del järnmalmer)

Magnetit (järnmalm) Foto: Rob Hellingwerf, 2013.

Hematit (järnmalm) Foto: Rob Hellingwerf, 2013.

Med järnhalter upp till 60 – 70 % används magnetit och hematit huvudsakligen för framställning av järn. I Sverige bryts järnmalm i Lapplandsfälten, Kiruna och Malmberget. Huvuddelen av denna består av magnetit men en mindre del i Malmberget är hematit.

Kopparkis (kopparmalm). Det vanligaste kopparmineralet och en av de viktigaste källorna för koppar. Mineralet innehåller rikligt med koppar (35 %) och järn (31 %). Foto: Rob Hellingwerf, 2013. 

Blyglans och zinkblände (blymalm och zinkmalm). Blyglans innehåller 85 % bly och är det viktigaste blymalmmineralet. Blyglans innehåller i regel något silver och är därför också en viktig silvermalm. Zinkblände är det viktigaste mineralet för framställning av zink. Zinkblände innehåller även värdefulla utvinningsbara halter av bly, koppar och ädelmetaller. Foto: Rob Hellingwerf, 2013.

Fältspat. Det vanligaste mineralet i jordskorpan. Fältspat används till glas och porslin och andra keramiska produkter tillsammans med kvarts. Fältspat ingår i bland annat bergarterna granit och gnejs. Foto: Rob Hellingwerf, 2013.

Metaller

Grundämnen indelas i metaller, halvmetaller och icke-metaller. Av de drygt 100 kända grundämnena är 80 metaller och ytterligare sex så kallade halvmetaller. En metall brukar definieras av att den är ett grundämne (element) med metalliska egenskaper. En metall har till exempel hög glans, hög elektrisk och termisk ledningsförmåga och en god formbarhet.

Metaller ingår naturligt i berggrund, mark och vatten. I naturen förekommer de flesta metallerna bundna till främst syre och svavel i olika typer av mineral. Ädelmetallerna kan dock förekomma i ren, metallisk form. Omvandling, så kallad reduktion, av metaller från mineralform till rena metaller görs i olika typer av ugnar och är mycket energikrävande. De flesta metaller kan idag tillverkas genom återvinning där man smälter om skrot till nya metaller, vilket kräver betydligt mindre energi. Däremot räcker inte skrotet till all efterfrågan och behov av järnmalm kvarstår fram till sekelskiftet.

Människan har använt metallerna guld, järn, koppar, bly och silver sedan många tusen år. Under de senaste århundradena har andra metaller upptäckts och kommit till användning. Aluminium och järn är två av de fyra vanligaste ämnena i jordskorpan. Ädelmetallerna guld, silver och platina är däremot mycket sällsynta och detta i kombination med deras unika egenskaper gör dem både eftertraktade och värdefulla. Stål är världens mest använda metalliska material i världen med en efterfrågan på 1,5 miljarder ton per år.

Traditionellt delar man in metallerna efter deras motståndskraft mot kemisk påverkan från omgivande miljö i ädla och oädla metaller. Ädelmetaller är obenägna att reagera med omgivande miljö och kan förekomma i ren form i naturen. Därför har man använt sig av metallerna ända sedan stenåldern. Ädelmetaller har även hög elektrisk ledningsförmåga. En oädel metall har stor benägenhet att reagera med omgivande miljö och påträffas därför inte i ren form i naturen.

Exempel på ädelmetaller:

• Guld
• Platina
• Silver
• Palladium

Genom att legera (förena) en metall med andra metaller eller med en ickemetall skapas en legering med andra egenskaper än hos den rena metallen.

Järn. Huvudbeståndsdelen i alla typer av stål och gjutjärn. Stål brukar definieras som smidbart järn. Rostfritt stål är ett exempel på en legering mellan järn, krom och nickel. Foto: www.images-of-elements.com.

Guld. Den lättast smidbara av alla metaller. En stor del av världens guld förvaras i valutareserver. Förutom som juvelerarkonst har guld även industriella användningar inom t.ex. elektronikindustrin. Foto: Jernkontorets bibliotek.

Silver. Av alla metaller har silver störst ledningsförmåga för elektricitet och värme. För smycken och konstföremål används s.k. sterlingsilver som består av 92,5 % silver och 7,5 % koppar. Foto: Jernkontorets bibliotek.

Koppar är smidbart och är den näst bästa ledaren för elektrisk ström efter silver. Metallen leder även värme mycket effektivt. Mässing är en legering av koppar och zink. Foto: www.images-of-elements.com

Bly. Den mjukaste basmetallen. Bly är beständigt mot luft och syror och används främst för tillverkning av fordons- och industribatterier. En stor fördel är att bly är enkelt att återvinna. Foto: www.images-of-elements.com

Zink. Den största användningen av zink är för ytbeläggning av järn och stål i korrosionsskyddande syfte. Zink är en god ledare för elektrisk ström och värme och används i batterier. Foto: www.images-of-elements.com

Aluminium. Den vanligaste metallen i jordskorpan. I naturen finns aluminium endast kemiskt bundet till andra grundämnen. Lämpar sig mycket väl som ledare av både värme och elektricitet. Aluminium tillverkas av bauxitmalm. Foto: www.images-of-elements.com

Nickel. Används för att göra rostfritt stål och andra korrosionsresistenta legeringar. Som legeringsämne ökar nickel materialens styrka, seghet och korrosionshärdighet. Foto: www.images-of-elements.com