Скандий находится в тени периодической таблицы Менделеева. По стандартам других важных минералов мягкий серебристый металл с атомным номером 21 остаётся чем-то вроде загадки.
Считается, что объем мирового рынка составляет где-то от 15 до 25 тонн, но никто в этом точно не уверен. Его производство может быть потенциально намного выше. Однако трудно сказать, поскольку большая его часть находится в Китае, а получение всегда является побочным продуктом от производства других металлов.
Россия использовала скандий-алюминиевые сплавы в своих истребителях МИГ еще в 1980-х годах, т.к. в Советском Союзе также активно работали над его извлечением.
Соединенные Штаты, напротив, в последние годы полностью зависели от импорта. Интересно, что Геологическая служба США (USGS) заявляет, что “нет точных данных” о поставщиках.
По данным USGS, импорт “предположительно осуществляется в основном из Европы, Китая, Японии и России”.
Нетрудно понять, почему скандий включен в список важнейших полезных ископаемых США.
Однако оказалось, что горный гигант Rio Tinto все это время производил скандий на своих титановых заводах за канадской границей. Но металл, который теперь считается критически важным, отправлялся вместе с другими отходами в хвостохранилище.
В настоящее время компания разработала способ извлечения оксида скандия из потока переработки титана, что делает ее единственным производителем в Северной Америке.
Отходы горнодобывающей и перерабатывающей промышленности быстро превращаются в новый источник поставок важнейших металлов.
Металл ‘если’
Скандий, по данным Ассоциация торговли второстепенными металлам (MMTA), долгое время считался металлом “если”.
Если бы только было достаточно поставок, особенно от западных поставщиков, производители использовали бы его качества в качестве легирующего агента с алюминием.
Добавьте небольшое количество скандия в расплав алюминия, и вы получите снижение веса на 10-15%, более высокую прочность, большую гибкость и устойчивость к тепловым нагрузкам.
Все характеристики делают его идеальным для высокопроизводительной авиационной или аэрокосмической отрасли.
Однако из-за отсутствия доступных поставок скандий-алюминиевые сплавы были ограничены на Западе нишевыми продуктами, такими как бейсбольные биты и клюшки для лакросса.
Rio Tinto Fer et Titane изменит это положение, увеличив свой демонстрационный завод коммерческого масштаба в Квебеке до номинальной мощности в три тонны в год, что, наверное, звучит не очень впечатляюще, но эквивалентно примерно пятой части всех мировых поставок.
Реализация проекта заняла менее двух лет от чертежной доски до коммерческой демонстрации. Получение металла не требует дополнительной добычи полезных ископаемых и имеет низкий углеродный след.
Превращение шлама в солнечные батареи
Теллур - еще одна серьезная головная боль для Соединенных Штатов и других стран. По данным USGS, зависимость от импорта составляет более 95%.
Китай является ведущим мировым производителем, извлекающим теллур из металлических отходов. По данным Rio Tinto, в 2021 году мировое производство теллура составило всего 580 тонн.
Его использование в качестве теллурида кадмия в солнечных панелях делает теллур важным и быстрорастущим переходным металлом в энергетике.
First Solar, крупнейший в США производитель фотоэлектрических панелей, станет клиентом перерабатывающего завода Rio Tinto Kennecott copper smelter в штате Юта.
Теллур ранее был просто частью потока отходов анодного шлама Kennecott, предназначенного для сбора в хвостохранилища и последующего длительного хранения.
Теперь он будет перерабатываться в медь-теллур со скоростью 20 тонн в год, а затем отправляться на канадский завод 5N Plus для переработки и дальнейшей поставки для First Solar. 5N Plus также будет использовать часть полученного материала для производства полупроводниковых деталей сверхвысокой чистоты на своем предприятии в Юте.
Новое теллуриевое производство Kennecott обошлось всего в 2,9 миллиона долларов, и на его строительство ушло менее трех лет после того, как в 2019 году местная команда обнаружила достаточно высокие концентрации этого полуметалла в медной руде.
Оба этих проекта являются инновационными, снижающими риски для значимых цепочек поставок полезных ископаемых.
Что особенно важно - эти проект не потребуют добычи дополнительных тысяч тонн породы. Это избавляет горные компании от необходимости участвовать в сложном процессе планирования и получении разрешений, что делает подобные проекты коммерчески привлекательными.
Данные производства становятся примерами новой отраслевой тенденции к так называемой комплексной добыче полезных ископаемых, также известной как total mining, расширяющей исторически сложившееся внимание к одному или двум основным продуктам, до потенциально всего, что имеет какую-либо ценность в добываемой и перерабатываемой руде.
“Завод Kennecott по производству теллура - это последний пример работы, которую мы проводим по всему миру, чтобы свести к минимуму количество отходов, находя применение каждому материалу, который мы добываем из земли, или создавая новые продукты из самих отходов”, - говорится в заявлении Рио Тинто.
Производители по всему миру возвращаются к своим технологическим процессам, чтобы лучше понять, как лучше использовать то, что раньше отправлялось в отвал.
Российский производитель алюминия Русал, например, нашел свой собственный способ получения скандия из отходов “красного шлама”, образующихся в процессе переработки глинозема.
В прошлом году компания запустила линейку скандиевых сплавов ScAlution, стремясь завоевать долю рынка, которая может вырасти до 300 000 тонн в год к 2035 году как раз благодаря увеличению предложения.
Следующей серьезной проблемой, связанной с преобразованием отходов в полезные ископаемые, является литий, металл, который лежит в основе перехода к "зеленой" энергетике.
Rio Tinto работает над проектом по производству лития из 90-летних отходов, накопленных на ее борном руднике в Калифорнии, а другие компании идут по тому же пути, ориентируясь на старые угледобывающие районы в качестве потенциального источника лития и других элементов, таких как кобальт и марганец.
Оказывается, "зеленое" будущее может быть достигнуто, хотя бы частично, и за счет ликвидации наследия прошлого.
Источник:
https://www.reuters.com/markets/commodities/where-theres-muck-theres-brass-critical-minerals-2022-07-26/