Escândio: dos segredos soviéticos ao monopólio da China 

Devido à procura potencialmente elevada de tecnologias climáticas, como a indústria do hidrogénio, o Ocidente está a tentar produzir a sua própria produção deste caro metal de terras raras. As indústrias aeroespacial e automóvel poderiam beneficiar de um fornecimento seguro e barato de escândio.

Há uma semana, teve lugar em Bruxelas a segunda reunião do trílogo sobre a Lei das Matérias-Primas Críticas, a lei das matérias-primas que se destina a garantir o acesso da indústria europeia a metais críticos. Na actual situação geopolítica muito tensa, as grandes dependências de um punhado de países representam um risco muito elevado para a economia da Europa. A China, em particular, controla a extracção e o processamento de numerosos metais críticos e estratégicos, mas a Rússia também é dominante no sector das matérias-primas. O facto de a China também utilizar estrategicamente o seu monopólio é claramente demonstrado pela introdução de controlos de exportação sobre os metais tecnológicos gálio e germânio (ver https://institut-seltene-erden.de/ausfuhrkontrollen-auf-gallium-und-germanium-china-will-verhandeln/ ). A China estendeu agora as restrições à exportação ao grafite, o maior componente das baterias de automóveis eléctricos (acumuladores de iões de lítio).

O escândio também é outro possível candidato a restrições às exportações, acredita Alastair Neill, do Instituto de Minerais Críticos. Apesar de sua abundância na crosta terrestre, vem Escândio raramente encontrado na forma enriquecida na natureza. Portanto, não existe uma mineração dedicada de escândio, mas sim o metal é obtido como subproduto das minas de cobalto, níquel, titânio, urânio ou zircônio.

Produção de escândio na China Blackbox

Semelhante ao gálio e ao germânio, é um metal de nicho com um mercado muito pequeno. Apenas alguns países extraem o metal: China, Rússia, Cazaquistão e, antes da eclosão da guerra em 2022, a Ucrânia, abastecem o mundo com 15 a XNUMX por ano. 25 toneladas. Pelo menos é o que dizem as estimativas dos EUA Serviço de Geologia do Serviço Geológico dos EUA, porque não há informações precisas. O mercado é muito pequeno e o uso do metal é muito disperso, segundo relatório da Administração de Comércio Exterior dos EUA. Os volumes reais de produção na China destinados ao consumo interno e não à exportação são desconhecidos. Diz-se também que a Rússia ainda possui arsenais da era da Guerra Fria. O que é certo é que a China é o líder no mercado de escândio.

Alumínio-Escândio: Redução de peso para aviação

Escândio seria muito atraente para a indústria e os especialistas vêm prevendo um boom para o metal há anos, mas isso não se concretizou. Como aditivo de liga de alumínio, o escândio, mesmo em pequenas quantidades (aproximadamente 0,2%), garante que as peças de alumínio possam ser soldadas em vez de rebitadas. Isto permite uma redução de peso de dez a 15 por cento, o que é particularmente relevante para a indústria aeroespacial, onde cada quilograma a menos de peso significa poupança de várias centenas de litros de combustível e, portanto, de custos. Mas o preço alto, segundo o Instituto de Terras Raras e Metais AG (www.ise-ag.com) Banco de dados para óxido de escândio 99,99% EXW China no EURO 654,60 e escândio metálico 99,999% EXW China no EURO 5260, bem como isso Os riscos de abastecimento impedem empresas como a Airbus de investir em escândio. Os observadores do mercado falam, portanto, de um problema do ovo e da galinha para o escândio: como a oferta é demasiado pequena e demasiado incerta, não há procura na indústria.

Suas propriedades especiais – aumentam força, flexibilidadeät, resistente ao calorädurabilidade e proteção contra corrosão – tornaram o material um segredo bem guardado na União Soviética durante a Guerra Fria. Os pesquisadores reconheceram já na década de 1950 que o escândio melhorava as qualidades do alumínio. O escândio foi usado pela primeira vez como aditivo de liga em caças MiG-29. Até a década de 1990, a União Soviética também era o maior produtor mundial de escândio, obtido principalmente em minas de urânio.

 

 

Rusal é líder de mercado

Ainda hoje, a Rússia continua a ser um interveniente significativo no que diz respeito ao escândio, e não apenas em termos da sua extracção. A empresa de alumínio Rusal foi o primeiro fabricante a conseguir extrair economicamente óxido de escândio da lama vermelha. A Rusal também é pioneira no desenvolvimento de tecnologias de escândio-alumínio. euda Maven Research é o terceiro maior fabricante de alumínio, cuja recepção deslumbranteünder Oleg Deripaska está listado nas listas de sanções ocidentais, até mesmo o líder de mercado para Alumínio escândio-Produtos. O próprio grupo também foi colocado na lista de sanções dos EUA em 2018, mas foi removido novamente no início de 2019, após a reestruturação acionária.

A empresa continua a enfrentar sanções devido à guerra da Rússia contra a Ucrânia, apesar de os comerciantes de metais e os bancos terem recentemente começado a estocar alumínio russo novamente na bolsa de metais LME, em Londres. No entanto, muitas empresas ocidentais evitam fazer negócios com a Rusal, mesmo sem sanções. A empresa, portanto, recorreärkt mercados asiáticos e está de olho na indústria de automóveis eléctricos da China, cuja fome por alumínio com emissões reduzidas de CO2 está a crescer rapidamente.

Escândio em eletrólito

O atual grNo entanto, o maior comprador individual de escândio russo vem de um lugar completamente diferente: o fabricante californiano de células de combustível Bloom Energy adiciona o elemento ao eletrólito nas suas células de combustível de óxido sólido. O escândio também é usado em pequenas quantidades na indústria de artigos esportivos, onde fortalece quadros de bicicletas, tacos de lacrosse e tacos de beisebol. Também é instalado em armas de fogo pequenas. No entanto, os observadores do mercado vêem o maior potencial para o escândio na indústria automóvel, que até agora se manteve afastada das ligas de alumínio-escândio devido aos seus elevados custos e à falta de oferta.

Alemanha: procura do Indústria de hidrogênio

O metal também poderá se tornar importante para a indústria do hidrogênio. Gcorrer, ou seja, feito com energias renováveiseAtualmente, o hidrogênio produz menos de um por cento (40 terawatts-hora) da produção global. A demanda estará no futuro subir extremamente. Segundo estudo da Agência Alemã de Matérias-Primas (Dera), o futuro pertence à produção de hidrogênio verde por meio da eletrólise da água, em que o gás é produzido a partir da água. Portanto sei Existem três tecnologias de eletrólise importantes hoje, das quais a alcalina Ea eletrólise e, em grande medida, a eletrólise de polímeros e a eletrólise de membrana estão em um estado tecnicamente maduro. O FestköA eletrólise do peróxido está atualmente na transição entre a pesquisa e a aplicação industrial.

O escândio é usado apenas neste último caso: o eletrólito sólido consiste em dióxido de zircônio dopado com ítrio ou dopado com escândio. Segundo Dera, as vantagens do material dopado com escândio são melhor condutividadeähabilidade e o höaqui estabilidadeät em temperaturas operacionais mais baixas. O estudo Dera diz para o escândio Num cenário futuro sustentável, a procura aumentará até 2040 para 24 toneladas, ou seja, 2,7 vezes a produção de 2018 (7 toneladas)..

Rio Tinto aposta no escândio

Há vários anos, várias empresas ocidentais têm tentado controlar a mineração e a produção de escândio com as próprias mãos. Isso pode ser um sinal de avanço em alguns anos. riotinto, um peso pesado da mineração, extrai óxido de escândio desde 2022 de resíduos gerados durante a produção de óxido de titânio em Quebec, Canadá. A capacidade de produção deverá ser de três toneladas por ano, o que, segundo a Rio Tinto, deverá corresponder a cerca de 20 por cento do volume de produção global. Esta última informação deve ser vista com cautela, uma vez que os volumes reais de produção global não são conhecidos com precisão.

O grupo mineiro japonês Sumitomo Metal Mining, que faz parte do maior e mais antigo conglomerado empresarial do Japão, também encomendou produção adicional de óxido de escândio nas Filipinas, na sua refinaria de níquel, uma planta de lixiviação ácida de alta pressão (HPAL).

Novos projetos de refinaria de níquel e cobalto na Austrália já planejam extrair escândio. Existem também vários projetos de mineração no subsolo. Particularmente digno de menção é o projeto platina-escândio da Platina Resources, que a Rio Tinto concordou em comprar por US$ 14 milhões. Existem outros projetos das mineradoras juniores Scandium International Mining e Metais energéticos do nascer do sol em New South Wales. Metais energéticos do nascer do soltambém está considerando construir uma refinaria de escândio nos EUA.

O futuro próximo mostrará se o problema do ovo e da galinha será superado. Até então, o escândio só estará disponível para o mercado mundial em quantidades homeopáticas provenientes da China e da Rússia.

ISE AG – Arndt Uhlendorff – outubro de 2023