Skandium elementi në përdorim dhe Prodhimi Skandiumit.
Scandium- Elementi dhe përshkrimi i produktit
Skandiumi është një element metalik i butë, argjendi, me numër atomik 21, duke e bërë atë më të lehtë nga metalet e tranzicionit. Skandiumi nuk është teknikisht një element i tokës së rrallë (REE) megjithëse përfshihet gjerësisht në atë grup, si nga industria ashtu edhe nga qeveritë. Skandiumi konsiderohet një Metal Kritik, siç përcaktohet dhe përfshihet në Listën e Metaleve Kritike 35 të Departamentit Amerikan të Tregtisë, të finalizuar në 2018. Një zgjerim i asaj liste, në 50 metale kritike të identifikuara, u botua në fund të vitit 2021 (si një DRAFT), me REE-të secila e emëruar individualisht, së bashku me shtesat dhe fshirjet në listën origjinale, dhe skandium përsëri të përfshirë.
Nga: SCANDIUM INTERNATIONAL, MINING CORP.: Scandium Markets and Uses | Scandium International Mining Corporation (1)
Scandium nuk është veçanërisht i rrallë. Shfaqja e tij në shkëmbinjtë e kores është afërsisht 22 ppm, duke e bërë atë më të bollshëm se plumbi, merkuri dhe të gjitha metalet e çmuara. Pavarësisht një dukuri mjaft të zakonshme, por të shpërndarë, skandiumi rrallë përqendrohet në natyrë, duke i bërë të pazakonta burimet e pavarura të klasës komerciale. Si pasojë, i gjithë skandiumi i prodhuar sot është si nënprodukt i aktivitetit tjetër të përpunimit të minierave ose mineraleve, pa minierë të dedikuar skandiumi në prodhim. SCY vlerëson prodhimin global të oksidit në rreth 30 tonë në vit, me kapacitet më të madh të dukshëm, por aktualisht nuk përdoret.
Prodhuesit aktualë të skandiumit. Kina është prodhuesi më i madh i njohur i produkteve të skandiumit për shitje globale dhe dyshohet se konsumi i brendshëm i papërcaktuar është i rëndësishëm në krahasim me vlerësimet globale të eksportit. Rusia ka qenë furnizuesi i dytë i rëndësishëm i tregjeve globale, veçanërisht Evropës, aktive për më shumë se tre dekada. Hyrjet e fundit në treg përfshijnë Sumitomo Mining (Taganito HPAL Nickel në Filipine) dhe Rio Tinto (RT-IT në Quebec). Secili prej këtyre projekteve të reja të bashkëproduktit të skandiumit besohet se është i aftë të zgjerojë prodhimin, nëse tregjet kërkojnë skandium dhe çmimet mbështesin zgjerimin.
Format e zakonshme të produkteve të skandit. Skandiumi përgjithësisht ka një çmim si oksid dhe përgjithësisht specifikohet me pastërti +99%, me 99.9% klasa tipike për aplikimet elektrike. Çmimi negociohet në mënyrë konfidenciale midis blerësve dhe shitësve sot dhe ndikohet shumë nga pastërtia, inventarët e disponueshëm dhe madhësia e lotit në shitjet individuale. Kuotat e çmimeve mund të ndryshojnë me mbi 100% bazuar në këto tre parametra.
Forma e produktit skandium e specifikuar nga klientët varet nga aplikimi i tyre dhe përputhet me tre:
- Pluhurat e oksidit kërkohen në aplikime të caktuara teknike, zakonisht në klasa më të larta.
- Skandiumi i metalit të pastër mund të jetë i preferuar mbi oksidin, por është shumë më i kushtueshëm dhe i vështirë për t’u prodhuar. Metali Sc mund të jetë i vështirë për t’u buruar.
- Aliazhi kryesor i skandiumit është forma e preferuar për prodhimin e aliazhit të aluminit. Kjo formë produkti (Al-Sc 2%) është një shufër alumini 2% që përmban skandium që mund të futet drejtpërdrejt në një thërrimë alumini të shkrirë për të bërë aliazh përfundimtar alumini.
Prodhimi i minierave dhe korrja e zgjidhjeve të përpunimit të metaleve të skandiumit në përgjithësi do të prodhojnë ose një koncentrat skandiumi ose një formë oksidi pluhuri në burimin e rikuperimit fillestar. Kudo që të përfundojë në pastërti të tregtueshme, forma fillestare e produktit do të jetë oksid, i cili ose mund të shitet drejtpërdrejt, ose më pas të përmirësohet në metal skandium ose aliazh master skandium për shitje të klientëve në rrjedhën e poshtme.
Tregjet e skandiumit – Përdorimet aktuale dhe mundësitë e rritjes
Përdorimi i vetëm më i madh i skandiumit në aplikimin komercial sot është në qelizat e karburantit të oksidit të ngurtë (SOFC), veçanërisht siç prodhohet dhe shitet nga Bloom Energy, një prodhues kryesor SOFC, me bazë në SHBA. Skandiumi përdoret si dopant në komponentin e elektrolitit të ngurtë të sistemit të tyre, në formë oksidi. Nivelet e konsumit të skandiumit nga Bloom Energy kuptohet se përfaqësojnë një pjesë të konsiderueshme të vlerësimeve globale për produktin e oksidit të skandiumit të tregtuar.
Mundësia më e rëndësishme largpamëse e tregut për skandium është si një agjent aliazhues për aluminin. Kur aplikohet si shtesë në disa lidhje standarde të aluminit, skandiumi mund të prodhojë produkte alumini më të forta, më rezistente ndaj korrozionit, më tolerante ndaj nxehtësisë, të saldueshme. Jo të gjitha lidhjet e aluminit i përgjigjen mirë skandiumit, sepse disa metale të pranishme në përzierjen e tyre të aliazhit nuk lejojnë që skandiumi të formohet në mënyrë optimale me aluminin. Propozimi më i mirë i vlerës për skandium gjendet me shtesa të lehta skandiumi dhe veçanërisht në ato lidhje që përmbajnë pak bakër ose silikon.
Aliazhet e aluminit përdoren gjerësisht në industrinë globale të transportit sot. Këtu lidhjet alumini-skandium (AlSc) premtojnë shumë mirë për adoptim. Prodhuesit e avionëve janë veçanërisht të interesuar për materialet e aluminit të aliazhuar me skandium dhe dy prodhuesit kryesorë komercialë e kuptojnë plotësisht avantazhin AlSc dhe ku mund të aplikohet më së miri. Shtimi i saldueshmërisë në ekuacionin e projektimit do të ndihmonte më tej, megjithatë, strukturat e salduara nuk përdoren zakonisht në prodhimin e avionëve sot. Disa fusha jo kritike të dizajnit të avionëve komercialë paraqesin mundësi si për komponentët e salduar AlSc ashtu edhe për përdorimin e telave të saldimit AlSc. Avionët pa pilot (dronët) përfaqësojnë një tjetër mundësi të qartë për të përdorur ndërtimin e salduar për të kursyer koston dhe për të thjeshtuar prodhimin.
Aplikime të tjera të tregut për lidhjet AlSc dhe arsyetimet për përdorim janë si më poshtë:
- Anije detare me shpejtësi të lartë, bazuar në forcën dhe rezistencën e përmirësuar ndaj korrozionit,
- Përçuesit elektrikë dhe sistemet e transmetimit të tensionit të lartë, bazuar në një rritje të konsiderueshme të forcës në lidhjet e serisë 1, pa degradimin e ndjeshëm të përçueshmërisë që gjendet ndryshe në seri të tjera më të forta, por më të lidhura.
- Pjesët e derdhjes, bazuar në një kombinim të forcës dhe tolerancës ndaj nxehtësisë që ruan forcën në temperatura të larta funksionimi që do të dobësonin më dramatikisht lidhjet e tjera (më të forta).
- Aplikacionet e printimit 3D, të cilat përgjithësisht mbështeten në seritë e aliazhit të aluminit që janë më të pranueshme ndaj skandiumit, janë të saldueshme dhe nuk kërkojnë trajtim termik për forcë.
- Aplikimet e baterive litium-jon, ku skandiumi besohet se ka efekte stabilizuese kundër temperaturës dhe mund të shtojë forcë dhe qëndrueshmëri në lidhësin e rrymës së katodës (alumini). Aliazhi AlSc duhet të merret parasysh për strukturat e kanaçeve të baterisë.
–
Referencat
