Spesialmetallene omfatter niobium (Nb), tantal (Ta), yttrium (Y), scandium (Sc) og sjeldne jordartsmetaller (REE - rare earth elements). Forekomster der et eller flere av disse metallene har størst økonomisk betydning er inkludert i NGUs Malmdatabase. Spesialmetallene finnes også i underordnet mengde i andre forekomsttyper, gjerne sammen med energimetallene uran og thorium. Lettmetallene litium (Li) og beryllium (Be) er også gruppert sammen med spesialmetallene i databasen.
Niobium (Nb) og tantal (Ta)
Niobium og tantal finnes ofte i de samme forekomstene, da de kan erstatte hverandre i ulike mineraler. De viktigste Nb-førende mineralene er columbitt, euxenitt og pyrochlor, mens tantal kommer stort sett fra tantalitt. Både niobium og tantal forekommer hovedsaklig i alkaline bergarter, pegmatitter, karbonatitter og forvitringsprodukter fra disse. Niobium brukes i stål- og superlegeringer til fly- og rakettmotorer. Tantal benyttes i kondensatorer i PC, mobiltelefon og annen elektronikk, høytemperatur- og super-legeringer.
SEM-bilde av niob-mineral fra Fen. Merk skalaen.
Søve niobgruver i Fensfeltet ved Ulefoss i Telemark var i produksjon i perioden 1953-1965. Det ble da utvunnet ca. 100.000 tonn/år med 0,36 % nioboksyd. Reservene er anslått å være 1-2 millioner tonn.
Niobium-tantal-mineraliseringer er også kjent fra Sæteråsen ved Holmestrand. Vertsbergarten her er svært finkornet. Dersom denne forekomsten skal være aktuell for drift i fremtiden er utfordringen derfor å finne en egnet prosesseringsteknologi slik at det er mulig å lage salgbare konsentrater.
Brasil er det klart viktigste produsentlandet av Nb i dag (2007), mens Ta utvinnes i Brasil, Australia og flere sentral-afrikanske land.
Sjeldne jordartsmetaller (REE) og yttrium (Y)
Fyrstål med sjeldne jordartselementer. SEM-analyser viser at det inneholder de sjeldne jordartselementene lantan (La), cerium (Ce), praseodym (Pr) og neodym (Nd), samt mindre mengder magnesium.
Metaller i denne gruppen består både av grunnstoff både fra lantanoide- (La, Ce,..) og aktinoidegruppene (Ac,..) i det periodiske system. Yttrium forekommer ofte sammen med de sjeldne jordartsmetallene.
Metallene brukes i bilkatalysatorer, metallurgisk industri, TV- og dataskjermer, permanente magneter, ulike lys og til oljeraffinering. Eksempelvis brukes terbium (Tb) i fosforlegeringer i lamper og skjermer, og brukes blant annet sammen dysprosium (Dy) for å lage sterke og lette magneter som også beholder sine egenskaper under høye temperaturer. Disse magnetene brukes i både i hybridbilmotorer, vindturbiner og nedkjøling av kjernekraftreaktorer. Neodym (Nd) brukes blant annet i harddisker og hodetelefoner. Yttrium (Y) og europium (Eu) brukes blant annet for å generere rød farge i tv-skjermer/pc-skjermer. Ytterbium (Yb) brukes i solcellerindustrien.
De vanligste REE-mineralene er bastnäsitt, monazitt, euxinitt og fergusonitt. Sjeldne jordartsmetaller og ytterium framstilles i hovedsak fra mineralet monazitt som utvinnes fra tungmineralsand i strandavsetninger. I tillegg finnes disse metallene i karbonatitter.
I Norge er REE er kjent fra Fensfeltet, ulike bergarter i Oslo-feltet, apatitt-forekomster og pegmatitter. De er også anriket i andre forekomster med spesialmetaller som Høgtuva i Nordland og Biggejavri i Finnmark.
Viktige produsentland av sjeldne jordartselementer og yttrium er Kina (95% av verdensproduksjonen), India, Russland og Malaysia.
Scandium (Sc)
Scandium finnes i en rekke vanlige mineraler og bergarter. Det er anriket i mineraler sammen med de sjeldne jordartsmetallene (REE) og yttrium og regnes i blant sammen med disse. Scandium benyttes i legeringer med aluminium for å gi stor styrke, særlig til fly- og luftfart, samt til spesielle lyskilder. Thortveititt er det viktigste Sc-førende mineralet. Produksjonen av Scandium på verdensbasis er beskjeden, omkring 2000 kg/år.
Biggejavri Sc-REE-forekomst nord for Kautokeino på Finnmarksvidda ble undersøkt på 1980-tallet. Den inneholder i gjennomsnitt 130 g/tonn scandium i en albititt-bergart. En krom- og vanadiumrik variant av blandingsmineralet daviditt-loveringitt er det viktigste Sc-REE førende mineralet. Scandium finnes i tillegg i thortveititt.
Beryllium (Be)
Beryllium er et lettmetall som brukes i legeringer med kobber for å gi gode ledende egenskaper, styrke og hardhet. Metallisk Be benyttes i raketter og romindustri.
Beryllium utvinnes i hovedsak ved prosessering av mineralene bertranditt og små mengder beryll. I den viktigste typen av Be-forekomster finnes finkornet bertranditt i omvandlete tuffer. Beryll utvinnes også fra granittiske pegmatitter.
Den mest kjente forekomsten i Norge er Høgtuva ved Mo i Rana. Den ble nøye undersøkt og kjerneboret av NGU på 1980-tallet. Be-mineralene finnes i flusspatrike horisonter i gneis og spredt utover (disseminasjon) i granittiske gneiser. I tillegg finnes det i flusspatrik skarn, aplitt, pegmatitt og udeformerte kvartsårer. Malmberegning med cut off-innhold på 0,1 % Be og -mektighet på 1,5m gir 350 000 tonn med gjennomsnittsgehalt på 0,18 % Be. Beryllium-innholdet er i hovedsak bundet i mineralet fenakitt, samt med mindre mengder i gadolinitt, genthelvin og høgtuvaitt. Forekomsten er også anriket på en rekke andre spesialmetaller.
Verdensproduksjonen av Be i 2006 var 127 tonn, med USA og Kina som de viktigste produsentlandene.
Litium (Li)
Litium (Li) er det letteste av lettmetallene beryllium, aluminium, silisium og magnesium.
Litiumkarbonat, spodumen og/eller petalitt anvendes i produksjon av glass og keramikk for å senke smeltepunktet. Dessuten brukes litiumkarbonat i fremstillingen av aluminium, Li-kjemikalier som inngår i et stort spekter av produkter inklusiv forskjellige typer av litium batterier. Metallisk litium anvendes i fremstilling av aluminium-litium og magnesium-litium legeringer som er meget lette og egnet til bruk i flyindustrien.
I naturen danner litium en rekke mineraler som gjerne er konsentrert i granittiske pegmatitter. Disse representerer ekstremt grovkornete granitter med flere meter store krystaller av feltspat (60-70 %) sammenkittet av kvarts (30-40 %). I Li-rike pegmatitter opptrer de gjerne i kvartsmassen som fargeløse, hvite og lys grå Li-silikat-mineraler slik som petalitt og spodumen (Li-pyroksen), samt lilla til fiolett lepidolitt (Li-glimmer). I noen pegmatitter finnes Li-mineralene også i form av hvite og grå fosfater som amblygonitt og montebrasitt.
Litium finnes også oppkonsentrert i saltvann i forbindelse med varme kilder som på Island, i oljereservoarer i Texas og i tilknytning til saltsjøer i Chile, Argentina og Nevada i USA. I saltsjøene som innholder det mest litium-rike saltvannet, kan et tonn saltlake inneholde mellom 100 gram og 5 kilogram med litium.
Litium-produksjonen i verden lå i 2002 på totalt 26000 tonn litiumoksid ekvivalenter (LiO2). Det meste av dette utvinnes fra saltsjøer i form av litiumkarbonat. Spodumen (4-7 % LiO2) og petalitt (3,5-4 % LiO2) i pegmatitter har etterhvert fått mindre betydning som råstoffkilde for litium.