Projet Crater Lake : assurer l’approvisionnement en scandium

Le scandium (Sc) est un élément relativement obscur qui a un grand potentiel d'avenir, car lorsqu'il est allié à l'aluminium pour fabriquer un alliage léger et à très haute résistance, il aura de nombreuses nouvelles applications potentielles. Les alliages scandium-aluminium devraient répondre à l’avenir à 40 % des besoins en alliages de la défense et à 60 % des besoins civils.

Le scandium est un élément du groupe 3 présent dans des environnements géologiques similaires aux terres rares et à l'yttrium dans les roches intrusives alcalines. Mais il est rarement concentré à des niveaux qui le rendent facilement récupérable en tant que matière première minérale. Les concentrations typiques sont inférieures à 100 ppm d'oxyde de scandium (Sc2O3), de l'ordre de quelques dizaines de ppm. La majeure partie de la production actuelle provient d'endroits où elle peut être récupérée comme sous-produit mineur de l'exploitation minière des terres rares ou du titane. Cependant, Imperial Mining Group (IPG:TSXV) a découvert une ressource inhabituelle de terres rares dans le nord du Québec, appelée Crater Lake, encaissée par de la ferrosyénite qui contient des concentrations exceptionnellement élevées de scandium de l'ordre de 300 ppm Sc2O3 ainsi que 0,35 % d'oxydes de terres rares totaux (TREO ) plus yttrium.

La prise de conscience du potentiel des alliages scandium-aluminium comme poids légers dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'armée et de l'automobile ne cesse de croître, notamment grâce aux efforts mondiaux visant à réduire les émissions de carbone et les coûts de transport. Une réduction de poids de 20 % d’un Boeing 787 a entraîné une amélioration de 10 à 12 % du rendement énergétique. Un Airbus A350 est composé à 53 % de matériau composite léger ; l'A350 émet 25 % d'émissions de CO2 en moins que l'avion de la génération précédente. Les alliages scandium-aluminium sont également essentiels pour réduire le poids des véhicules électriques (VE). Cela permettra d’étendre l’autonomie des batteries des véhicules électriques et d’améliorer le rendement énergétique des moteurs à combustion.

Les alliages scandium-aluminium constituent une bonne alternative aux autres alliages dans ces applications et seraient compétitifs en termes de coût par rapport aux composites de carbone et aux alliages de titane utilisés dans les applications aérospatiales, avec un matériau 40 % plus léger et moins cher à fabriquer (d'un facteur 10). tout en offrant des propriétés de résistance mécanique équivalentes.

Les applications automobiles potentielles comprennent les pièces de châssis, les boîtiers de moteur électrique, les plateaux de batterie de véhicules électriques, les réservoirs de carburant à hydrogène, les composants de collision, les pièces de suspension, les blocs moteurs, les matériaux de matrice de soudage, les moyeux de roue, les jantes en alliage, les roues de camions commerciaux, les composants de fuselage, la matrice de soudage pour l'assemblage d'avions. pour remplacer les rivets, poudres atomisées destinées à la fabrication additive (FA). L’expansion des technologies de piles à combustible à oxyde solide bénéficierait également d’une disponibilité accrue d’oxyde de scandium de haute pureté.

Les meilleures utilisations potentielles des alliages scandium-aluminium en matière de défense consistent à remplacer le blindage en acier à haute résistance des plates-formes militaires (chars, transports de troupes, navires, protection balistique individuelle) et les alliages de titane de qualité aérospatiale (avions de combat) par des alliages scandium-aluminium à rendement élevé. , protection contre la traction et la balistique avec des caractéristiques de résistance égales mais à 1/3 du poids de l'acier et 40 % de moins que le titane. Mais les alliages scandium-aluminium constituent encore un petit marché de niche. L’offre et la consommation mondiales de scandium ne sont que d’environ 15 à 20 tonnes par an. Son prix a fluctué autour de 4 000 dollars la tonne au cours des cinq dernières années, selon la moyenne sur cinq ans de l'US Geological Survey (USGS), et il n'y a aucune indication de stocks de scandium parrainés par le gouvernement dans le monde.

Jusqu’à présent, les utilisateurs à grande échelle des secteurs aéronautique, automobile et militaire ont été réticents à adopter les alliages de scandium en raison du manque d’approvisionnement durable à long terme en scandium à un prix attractif. Étant donné que l’oxyde de scandium n’est encore produit qu’en tant que sous-produit mineur d’autres processus de raffinage de minéraux, il reste rare.

Imperial Mining Group est désormais bien placé pour créer un nouvel approvisionnement en oxyde de scandium à partir de ses ressources de Crater Lake, qui dépassent désormais les 20 millions de tonnes, et avec la publication en juin 2022 de son évaluation économique préliminaire (PEA) positive sur la propriété Crater détenue à 100 % Lake Project, IPG est bien placé pour créer un nouvel approvisionnement en oxyde de scandium à un prix raisonnable. L'oxyde de scandium est modélisé de manière prudente à 1 500 $ US/kg, sur la base d'une réduction de 61 % par rapport à la moyenne sur cinq ans de l'US Geological Survey (USGS). L'alliage maître scandium-aluminium est modélisé à 204,00 $/kg, ce qui représente une réduction de 40 % par rapport à la moyenne mobile sur 5 ans de l'USGS. En utilisant ces hypothèses de prix prudentes, la VAN du projet s'élève à un peu moins de 3 milliards de dollars canadiens à un taux d'actualisation de 10 % avec un TRI (après impôts) de 32,8 %. Le CAPEX initial est projeté à 870,9 millions de dollars canadiens avec un retour sur investissement de 2,5 ans.