Proyecto Crater Lake: garantizar el suministro de escandio

El escandio (Sc) es un elemento relativamente desconocido que tiene mucho potencial futuro, ya que cuando se alea con aluminio para obtener una aleación ligera y de muy alta resistencia, tendrá muchas aplicaciones nuevas potenciales. Se espera que las aleaciones de escandio y aluminio satisfagan el 40% de las necesidades de aleaciones de defensa y el 60% de las civiles en el futuro.

El escandio es un elemento del grupo 3 que se encuentra en entornos geológicos similares a las tierras raras y el itrio en rocas alcalinas intrusivas. Pero rara vez se concentra a niveles que lo hagan fácilmente recuperable como producto mineral primario. Las concentraciones típicas son inferiores a 100 ppm de óxido de escandio (Sc2O3), del orden de unas pocas decenas de ppm. La mayor parte de la producción actual proviene de donde se puede recuperar como subproducto menor de la minería de tierras raras o titanio. Sin embargo, Imperial Mining Group (IPG:TSXV) ha descubierto un recurso inusual de tierras raras en el norte de Quebec, llamado Crater Lake, albergado por ferroyenita que contiene concentraciones excepcionalmente altas de escandio del orden de 300 ppm de Sc2O3 junto con un 0,35 % de óxidos de tierras raras totales (TREO). ) más itrio.

La conciencia sobre el potencial de las aleaciones de escandio y aluminio en el peso ligero en los sectores aeroespacial, militar y automotriz está creciendo constantemente, especialmente como resultado de los esfuerzos globales para reducir las emisiones de carbono y los costos de transporte. Una reducción del peso del 20% de un Boeing 787 resultó en una mejora del 10 al 12% en la eficiencia del combustible. Un Airbus A350 está fabricado con un 53% de material compuesto ligero; El A350 emite un 25% menos de emisiones de CO2 que el avión de la generación anterior. Las aleaciones de escandio y aluminio también son esenciales para reducir el peso de los vehículos eléctricos (EV). Esto ampliará la autonomía de la batería de los vehículos eléctricos y mejorará la eficiencia del combustible en los motores de combustión.

Las aleaciones de escandio-aluminio son una buena alternativa a otras aleaciones en estas aplicaciones y serían rentables tanto con los compuestos de carbono como con las aleaciones de titanio utilizadas en aplicaciones aeroespaciales con un material que es un 40 % más ligero y más barato de fabricar (por un factor de 10). aún así ofrecen propiedades de resistencia mecánica equivalentes.

Las posibles aplicaciones automotrices incluyen piezas de chasis, carcasas de motores eléctricos, bandejas de baterías de vehículos eléctricos, tanques de combustible de hidrógeno, componentes de choque, piezas de suspensión, bloques de motor, material de matriz de soldadura, cubos de rueda, llantas de aleación, ruedas de camiones comerciales, componentes de fuselaje, matriz de soldadura para ensamblaje de aeronaves. en sustitución de remaches, polvos atomizados para uso en Fabricación Aditiva (AM). La expansión de las tecnologías de pilas de combustible de óxido sólido también se beneficiaría de una mayor disponibilidad de óxido de escandio de alta pureza.

Los mejores usos potenciales de defensa de las aleaciones de escandio y aluminio son la sustitución de blindajes de acero de alta resistencia en plataformas militares (tanques, vehículos de transporte de personal, barcos, protección balística personal) y aleaciones de titanio de grado aeroespacial (aviones de combate) por aleaciones de escandio y aluminio con rendimiento. , protección antitracción y balística con iguales características de resistencia pero con 1/3 del peso del acero y un 40% menos que el titanio. Pero las aleaciones de escandio y aluminio siguen siendo un pequeño nicho de mercado. El suministro y consumo mundial de escandio ha sido sólo de 15 a 20 toneladas por año. Su precio ha fluctuado alrededor de 4.000 dólares EE.UU. por tonelada durante los últimos cinco años, según el promedio de cinco años del Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), y no hay indicios de existencias de escandio patrocinadas por gobiernos en ningún lugar del mundo.

Hasta ahora, los usuarios a gran escala en los sectores aeronáutico, automotriz y militar se han mostrado reacios a adoptar aleaciones de escandio debido a la falta de un suministro de escandio sostenible a largo plazo a un precio atractivo. Dado que el óxido de escandio todavía se produce sólo como un subproducto menor de otros procesos de refinación de minerales, sigue siendo escaso.

Imperial Mining Group ahora está bien posicionado para crear un nuevo suministro de óxido de escandio a partir de su recurso Crater Lake, que ahora supera los 20 millones de toneladas, y con la publicación en junio de 2022 de su Evaluación Económica Preliminar (PEA) positiva sobre Crater, de propiedad 100%. Lake Project, IPG está bien posicionada para crear un nuevo suministro de óxido de escandio a un precio razonable. El óxido de escandio se modela de forma conservadora a 1.500 dólares EE.UU./kg basándose en un descuento del 61% con respecto al promedio de 5 años del Servicio Geológico de EE.UU. (USGS). La aleación maestra de escandio-aluminio se modela a $204,00/kg, lo que representa un descuento del 40% sobre el promedio de 5 años del USGS. Utilizando estos supuestos de precios conservadores, el VAN del proyecto es de poco menos de 3 mil millones de dólares canadienses a una tasa de descuento del 10% con una TIR (después de impuestos) del 32,8%. El CAPEX inicial se proyecta en 870,9 millones de dólares canadienses con una recuperación de la inversión de 2,5 años.

Dado que las proyecciones de Imperial muestran una excelente rentabilidad a estos precios, la empresa pretende abordar la necesidad de hacer que el precio del metal de escandio sea competitivo. Asimismo, Imperial proyecta una vida útil de la mina de un mínimo de 25 años basándose en la base de recursos actual. Se espera que la producción sea de 110 toneladas de óxido de escandio, 57.298 toneladas de aleación maestra de escandio y aluminio (hecha de 1.146 toneladas de óxido de escandio, que es el 91% de su producción de óxido de escandio) y 23.578 toneladas de concentrado mixto de carbonato de elementos de tierras raras. Si bien las tierras raras no son la principal preocupación del Proyecto Crater Lake, su coextracción fortalece la economía del proyecto. Sin embargo, la estimación de recursos del proyecto informada en septiembre de 2021 es suficiente para al menos 45 años de producción a la tasa de producción teórica asumida por la PEA.

La PEA de Imperial también prevé la aleación de escandio-aluminio (2% Sc) mediante coelectrólisis en un proceso similar al método Hall-Héroult utilizado para la producción de metal de aluminio primario. Imperial espera crear un nuevo suministro significativo de escandio que cubra el déficit de suministro actual y conduzca a una mayor producción futura a medida que crezca la demanda de aleaciones de escandio y aluminio.

Guarde mi nombre, correo electrónico y sitio web en este navegador para la próxima vez que comente.

D