Progetto Crater Lake: garantire la fornitura di scandio

Lo scandio (Sc) è un elemento relativamente oscuro che ha un grande potenziale futuro, poiché quando viene legato con l'alluminio per produrre una lega leggera e ad altissima resistenza, avrà molte nuove potenziali applicazioni. Si prevede che in futuro le leghe di scandio-alluminio soddisferanno il 40% del fabbisogno di leghe della difesa e il 60% del fabbisogno civile.

Lo scandio è un elemento del gruppo 3 che si trova in ambienti geologici simili alle terre rare e all'ittrio nelle rocce intrusive alcaline. Ma raramente è concentrato a livelli che lo rendano facilmente recuperabile come bene minerale primario. Le concentrazioni tipiche sono inferiori a 100 ppm di ossido di scandio (Sc2O3) nell'ordine di poche decine di ppm. La maggior parte della produzione attuale proviene da luoghi in cui può essere recuperata come sottoprodotto minore dell'estrazione di terre rare o di titanio. Tuttavia, l'Imperial Mining Group (IPG:TSXV) ha scoperto un'insolita risorsa di terre rare nel nord del Quebec, chiamata Crater Lake, ospitata da ferrosyenite che contiene concentrazioni di scandio eccezionalmente elevate nell'ordine di 300 ppm di Sc2O3 insieme allo 0,35% di ossidi di terre rare totali (TREO ) più ittrio.

La consapevolezza del potenziale delle leghe scandio-alluminio come peso leggero nei settori aerospaziale, militare e automobilistico è in costante crescita, soprattutto come risultato degli sforzi globali volti a ridurre le emissioni di carbonio e i costi di trasporto. Una riduzione del peso del 20% di un Boeing 787 ha comportato un miglioramento del 10-12% nell’efficienza del carburante. Un Airbus A350 è realizzato per il 53% in materiale composito leggero; l'A350 emette il 25% in meno di emissioni di CO2 rispetto all'aereo della generazione precedente. Le leghe di scandio-alluminio sono essenziali anche per ridurre il peso dei veicoli elettrici (EV). Ciò amplierà l’autonomia della batteria dei veicoli elettrici e migliorerà l’efficienza del carburante nei motori a combustione.

Le leghe di scandio-alluminio sono una buona alternativa ad altre leghe in queste applicazioni e sarebbero competitive in termini di costi sia con i compositi di carbonio che con le leghe di titanio utilizzate nelle applicazioni aerospaziali con un materiale che è più leggero del 40% ed è più economico da produrre (di un fattore 10) tuttavia forniscono proprietà di resistenza meccanica equivalenti.

Le potenziali applicazioni automobilistiche includono parti di telai, alloggiamenti di motori elettrici, vassoi di batterie per veicoli elettrici, serbatoi di idrogeno, componenti antiurto, parti di sospensioni, blocchi motore, materiali per matrici di saldatura, mozzi di ruote, cerchi in lega, ruote di camion commerciali, componenti di fusoliera, matrici di saldatura per assemblaggio di aeromobili per sostituire rivetti, polveri atomizzate per l'utilizzo nell'Additive Manufacturing (AM). L’espansione delle tecnologie delle celle a combustibile a ossido solido trarrebbe vantaggio anche da una maggiore disponibilità di ossido di scandio ad elevata purezza.

I migliori potenziali usi difensivi delle leghe di scandio-alluminio consistono nella sostituzione di armature di acciaio ad alta resistenza nelle piattaforme militari (carri armati, mezzi di trasporto personale, navi, protezione balistica personale) e leghe di titanio di grado aerospaziale (aerei da combattimento) con leghe di scandio-alluminio con snervamento , protezione alla trazione e balistica con pari caratteristiche di resistenza ma a 1/3 del peso dell'acciaio e il 40% in meno del peso del titanio. Ma le leghe scandio-alluminio rappresentano ancora un piccolo mercato di nicchia. La fornitura e il consumo globali di scandio sono stati solo di circa 15-20 tonnellate all'anno. Il suo prezzo ha oscillato intorno ai 4.000 dollari USA/tonnellata negli ultimi cinque anni, secondo la media finale a 5 anni dell'US Geological Survey (USGS), e non vi è alcuna indicazione di scorte di scandio sponsorizzate dal governo in qualsiasi parte del mondo.

Finora, gli utenti su larga scala nei settori aeronautico, automobilistico e militare sono stati riluttanti ad adottare le leghe di scandio a causa della mancanza di una fornitura di scandio sostenibile e a lungo termine a un prezzo interessante. Poiché l’ossido di scandio viene ancora prodotto solo come sottoprodotto minore di altri processi di raffinazione dei minerali, continua a scarseggiare.

Imperial Mining Group è ora ben posizionato per creare una nuova fornitura di ossido di scandio dalla risorsa Crater Lake, che ora supera i 20 milioni di tonnellate, e con il rilascio nel giugno 2022 della sua valutazione economica preliminare (PEA) positiva sulla risorsa Crater di proprietà al 100% Lake Project, IPG è ben posizionata per creare una nuova fornitura di ossido di scandio a un prezzo ragionevole. L'ossido di scandio è modellato in modo conservativo a 1.500 dollari USA/kg sulla base di uno sconto del 61% rispetto alla media finale quinquennale dell'US Geological Survey (USGS). La lega madre scandio-alluminio è modellata a $ 204,00 / kg, che rappresenta uno sconto del 40% sulla media finale di 5 anni USGS. Utilizzando queste ipotesi prudenti sui prezzi, il VAN del progetto è poco inferiore a 3 miliardi di dollari canadesi a un tasso di sconto del 10% con un IRR (al netto delle imposte) del 32,8%. Il CAPEX iniziale è previsto a 870,9 milioni di CA$ con un recupero dell'investimento in 2,5 anni.