Scandium : des secrets soviétiques au monopole chinois 

En raison de la demande potentiellement élevée de technologies climatiques telles que l’industrie de l’hydrogène, l’Occident tente de produire sa propre production de terres rares, très coûteuses. Les industries aérospatiale et automobile pourraient bénéficier d’un approvisionnement sûr et bon marché en scandium.

Il y a une semaine a eu lieu à Bruxelles la deuxième réunion du trilogue sur la loi sur les matières premières critiques, la loi sur les matières premières qui vise à garantir l'accès de l'industrie européenne aux métaux critiques. Dans la situation géopolitique actuelle très tendue, une forte dépendance à l'égard d'une poignée de pays représente un risque très élevé pour l'économie européenne : la Chine contrôle notamment l'extraction et la transformation de nombreux métaux critiques et stratégiques, mais la Russie est également dominante dans le secteur des matières premières. Le fait que la Chine utilise également son monopole de manière stratégique est clairement démontré par l'introduction de contrôles à l'exportation sur les métaux technologiques gallium et germanium (voir https://institut-seltene-erden.de/ausfuhrkontrollen-auf-gallium-und-germanium-china-will-verhandeln/ ). La Chine a désormais étendu les restrictions à l’exportation au graphite, le composant le plus important des batteries des voitures électriques (accumulateurs lithium-ion).

Le Scandium est également un autre candidat possible aux restrictions à l'exportation, estime Alastair Neill de Institut des Minéraux Critiques. Malgré son abondance dans la croûte terrestre, vient scandium rarement trouvé sous forme enrichie dans la nature. Par conséquent, il n’existe pas d’exploitation minière dédiée au scandium, mais le métal est plutôt obtenu comme sous-produit des mines de cobalt, de nickel, de titane, d’uranium ou de zirconium.

Production de scandium en Chine Boîte noire

Semblable au gallium et au germanium, il s’agit d’un métal de niche avec un très petit marché. Seuls quelques pays exploitent ce métal : la Chine, la Russie, le Kazakhstan et, avant le déclenchement de la guerre en 2022, l'Ukraine, fournissent au monde 15 à XNUMX XNUMX dollars par an. 25 tonnes. C'est du moins ce que disent les estimations américaines Service géologique de l'US Geological Survey, car il n’y a pas d’informations précises. Le marché est trop petit et l'utilisation du métal est trop dispersée, selon un rapport de l'Administration américaine du commerce extérieur. Les volumes de production réels en Chine destinés à la consommation intérieure et non à l'exportation sont inconnus. La Russie aurait également conservé des stocks datant de la guerre froide. Ce qui est certain, c’est que la Chine est le leader sur le marché du scandium.

Aluminium-Scandium : Réduction de poids pour l'aviation

scandium serait très attractif pour l’industrie et les experts prédisent depuis des années un boom du métal, mais cela ne s’est pas concrétisé. En tant qu'additif d'alliage dans l'aluminium, le scandium, même en petites quantités (environ 0,2 pour cent), garantit que les pièces en aluminium peuvent être soudées au lieu d'être rivetées. Cela permet une réduction de poids de dix à 15 pour cent, ce qui est particulièrement important pour l'industrie aérospatiale, où chaque kilogramme de poids en moins signifie une économie de plusieurs centaines de litres de carburant et donc des coûts. Mais le prix élevé, selon l'Institut des Terres Rares et des Métaux AG (www.ise-ag.com) Base de données pour l'oxyde de scandium 99,99% EXW Chine à 654,60 EURO et le scandium métal 99,999% EXW Chine à 5260 EUROEt l' Les risques d’approvisionnement empêchent des entreprises comme Airbus d’investir dans le scandium. Les observateurs du marché parlent donc d'un problème de poule et d'œuf pour le scandium : parce que l'offre est trop faible et trop incertaine, il n'y a pas de demande dans le secteur.

Ses propriétés particulières – augmentent force, flexibilitéät, résistant à la chaleurädurabilité et protection contre la corrosion – ont fait de ce matériau un secret bien gardé en Union soviétique pendant la guerre froide. Des chercheurs y ont reconnu dès les années 1950 que le scandium améliorait les qualités de l'aluminium. Le scandium a été utilisé pour la première fois comme additif d'alliage dans les avions de combat MiG-29. Jusque dans les années 1990, l'Union soviétique était également le plus grand producteur mondial de scandium, principalement obtenu à partir de mines d'uranium.

 

 

Rusal est le leader du marché

Aujourd’hui encore, la Russie reste un acteur important en matière de scandium, et pas seulement en termes d’extraction. L'entreprise d'aluminium Rusal a été le premier fabricant à réussir à extraire de manière économique l'oxyde de scandium des boues rouges. Rusal est également un pionnier dans le développement des technologies scandium-aluminium. Lde Maven Recherche est le troisième producteur d'aluminium, dont l'accueil fulgurantüLe sous-ministre Oleg Deripaska figure sur les listes de sanctions occidentales et est même le leader du marché des Aluminium scandié-Des produits. Le groupe lui-même a également été inscrit sur la liste des sanctions américaines en 2018, mais en a été à nouveau retiré début 2019 à la suite d'une restructuration de l'actionnariat.

L'entreprise continue de faire face à des sanctions en raison de la guerre menée par la Russie contre l'Ukraine, même si les négociants en métaux et les banques ont récemment recommencé à s'approvisionner en aluminium russe à la bourse des métaux LME à Londres. Cependant, de nombreuses entreprises occidentales évitent de faire affaire avec Rusal, même sans sanctions. L'entreprise fait donc appelärkt Les marchés asiatiques et vise l'industrie chinoise des voitures électriques, dont la soif d'aluminium à réduction de CO2 augmente rapidement.

Scandium dans l'électrolyte

L'actuel grCependant, le plus gros acheteur individuel de scandium russe vient d'un tout autre endroit : le fabricant californien de piles à combustible Bloom Energy ajoute l'élément à l'électrolyte de ses piles à combustible à oxyde solide. Le scandium est également utilisé en petites quantités dans l'industrie des articles de sport, où il renforce les cadres de vélos, les battes de crosse et les battes de baseball. Il est également installé dans les petites armes à feu. Cependant, les observateurs du marché voient le plus grand potentiel pour le scandium dans l'industrie automobile, qui est jusqu'à présent restée à l'écart des alliages aluminium-scandium en raison de leurs coûts élevés et du manque d'approvisionnement.

Allemagne : demande du Industrie de l'hydrogène

Le métal pourrait également devenir important pour l’industrie de l’hydrogène. gcourir, c'est à dire fabriqué avec des énergies renouvelableser l'hydrogène produit actuellement moins de un pourcent (40 térawattheures) de la production mondiale. La demande sera dans le futur augmenter extrêmement. Selon une étude de l'Agence allemande des matières premières (Dera), l'avenir appartient à la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau, dans laquelle le gaz est produit à partir de l'eau. Donc voir Il existe aujourd'hui trois technologies d'électrolyse importantes, dont la EL'électrolyse et, dans une large mesure, l'électrolyse sur membrane de polymères sont dans un état techniquement mature. Le FêteöL’électrolyse au peroxyde est actuellement en transition entre la recherche et l’application industrielle.

Le scandium n'est utilisé que dans ce dernier : l'électrolyte solide est constitué soit de dioxyde de zirconium dopé à l'yttrium, soit au scandium. Selon Dera, les avantages du matériau dopé au scandium sont une meilleure conductivitéäla capacité et le höici la stabilitéät à des températures de fonctionnement plus basses. L'étude Dera dit pour le scandium Dans un scénario futur durable, la demande augmentera d’ici 2040 à 24 tonnes, soit 2,7 fois la production de 2018 (7 tonnes)..

Rio Tinto mise sur le scandium

Depuis plusieurs années, un certain nombre d’entreprises occidentales tentent de prendre en main l’exploitation minière et la production de scandium. Cela pourrait être le signe d’une avancée majeure dans quelques années. émeute, poids lourd minier, extrait de l'oxyde de scandium depuis 2022 à partir des déchets générés lors de la production d'oxyde de titane au Québec, Canada. La capacité de production devrait être de trois tonnes par an, ce qui, selon Rio Tinto, devrait correspondre à environ 20 pour cent du volume de production mondial. Ces dernières informations doivent être considérées avec prudence, car les volumes réels de production mondiale ne sont pas connus avec précision.

Le groupe minier japonais Sumitomo Metal Mining, qui fait partie du plus ancien et du plus grand conglomérat commercial du Japon, a également mis en service une production supplémentaire d'oxyde de scandium aux Philippines dans sa raffinerie de nickel, une usine de lixiviation acide à haute pression (HPAL).

De nouveaux projets de raffinerie de nickel et de cobalt en Australie prévoient déjà d'extraire du scandium. Il existe également plusieurs projets miniers en aval. Il convient particulièrement de mentionner le projet platine-scandium de Platina Resources, que Rio Tinto a accepté d'acheter pour 14 millions de dollars.. Il existe d'autres projets des petites sociétés minières Scandium International Mining et Sunrise Energy Métaux en Nouvelle-Galles du Sud. Sunrise Energy Métauxenvisage également de construire une raffinerie de scandium aux Etats-Unis.

L’avenir proche nous dira si le problème de l’œuf et de la poule sera résolu. D’ici là, le scandium ne sera disponible sur le marché mondial qu’en quantités homéopathiques en provenance de Chine et de Russie.

ISE AG – Arndt Uhlendorff – octobre 2023