クレーターレイクプロジェクト: スカンジウムの供給を確保する

スカンジウム (Sc) は比較的知られていない元素ですが、アルミニウムと合金にして非常に高強度で軽量な合金を作ると、多くの新たな用途が生まれる可能性があるため、将来性が大いに期待できます。 スカンジウム - アルミニウム合金は、将来的に防衛の 40% と民間の合金の 60% のニーズを満たすことが期待されています。

スカンジウムは、アルカリ貫入岩中のレアアースやイットリウムと同様の地質環境で発生する第 3 族元素です。 しかし、一次鉱物商品として容易に回収できるレベルまで濃縮されることはほとんどありません。 一般的な濃度は、酸化スカンジウム (Sc2O3) が 100ppm 未満で、数十 ppm 程度です。 現在の生産量のほとんどは、レアアースまたはチタン採掘の副産物として回収できるものです。 しかし、インペリアル マイニング グループ (IPG:TSXV) は、ケベック州北部でクレーター湖と呼ばれる珍しいレアアース資源を発見しました。この資源は、300ppm 程度の非常に高いスカンジウム濃度の Sc2O3 と合計 0.35% のレアアース酸化物 (TREO) を含むフェロシェナイトを主成分としています。 ）プラスイットリウム。

特に二酸化炭素排出量の削減と輸送コストの削減に向けた世界的な取り組みの結果、航空宇宙、軍事、自動車分野における軽量化におけるスカンジウム - アルミニウム合金の可能性に対する認識は着実に高まっています。 ボーイング 787 の 20% の軽量化により、燃費が 10 ～ 12% 向上しました。 エアバス A350 は 53% の軽量複合素材で作られています。 A350 は、前世代の航空機に比べて CO2 排出量が 25% 削減されています。 スカンジウム - アルミニウム合金は、電気自動車 (EV) の軽量化にも不可欠です。 これにより、EVのバッテリー航続距離が延長され、内燃機関の燃料効率が向上します。

スカンジウム - アルミニウム合金は、これらの用途における他の合金の優れた代替品であり、40% 軽量で製造コストが (10 倍) 安い材料を使用するため、航空宇宙用途で使用されるカーボン複合材料やチタン合金の両方とコスト競争力があります。それでいて同等の機械的強度特性を実現します。

潜在的な自動車用途には、シャーシ部品、電気モーターハウジング、EV バッテリートレイ、水素燃料タンク、衝突部品、サスペンション部品、エンジンブロック、溶接マトリックス材料、ホイールハブ、合金ホイール、商用トラックの車輪、胴体部品、航空機組み立て用の溶接マトリックスが含まれます。アディティブ マニュファクチャリング (AM) で使用されるリベットや噴霧粉末の代替品です。 固体酸化物型燃料電池技術の拡大は、高純度の酸化スカンジウムの入手可能性が高まることからも恩恵を受けるでしょう。

スカンジウム - アルミニウム合金の最も潜在的な防衛用途は、軍用プラットフォーム (戦車、兵員輸送車、船舶、個人用弾道防護具) や航空宇宙グレードのチタン合金 (戦闘機) の高張力鋼製装甲を、高収量のスカンジウム - アルミニウム合金に置き換えることです。 、同等の強度特性を持ちながら、スチールの 1/3 の重量、チタンより 40% 軽い重量で、引張および弾道保護を実現します。 しかし、スカンジウム - アルミニウム合金は依然として小さなニッチ市場です。 世界のスカンジウムの供給と消費は、年間わずか約 15 ～ 20 トンにすぎません。 米国地質調査所の5年間追跡平均（USGS）によると、その価格は過去5年間で1トン当たり4,000米ドル前後で変動しており、世界のどこにも政府支​​援によるスカンジウムの備蓄の兆候はない。

これまでのところ、航空、自動車、軍事分野の大規模ユーザーは、長期的で持続可能なスカンジウムを魅力的な価格で供給できないため、スカンジウム合金の採用に消極的でした。 酸化スカンジウムは依然として他の鉱物精製プロセスの少量の副産物としてしか生産されていないため、供給不足が続いています。

インペリアル・マイニング・グループは現在、2,000万トンを超えるクレーター・レイク資源から酸化スカンジウムの新たな供給を生み出す有利な立場にあり、2022年6月に100%所有のクレーターに関する肯定的な予備経済評価(PEA)を発表した。 IPG レイク プロジェクトは、手頃な価格で酸化スカンジウムの新たな供給を生み出す有利な立場にあります。 酸化スカンジウムは、米国地質調査所 (USGS) の 5 年間の過去平均の 61% 割引に基づいて、保守的に 1,500 米ドル/kg とモデル化されています。 スカンジウム - アルミニウムのマスター合金は 204.00 ドル/kg でモデル化されており、これは USGS の 5 年間の過去平均より 40% 割引です。 これらの控えめな価格仮定を使用すると、プロジェクトの NPV は 10% の割引率で 30 億カナダドル弱、IRR (税引後) は 32.8% となります。 初期の設備投資は 8 億 7,090 万カナダドルで、投資回収期間は 2.5 年と見込まれています。