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Jul 06, 2023

Kolumne: Wo Dreck ist, ist auch Messing ... und wichtige Mineralien

LONDON, 26. Juli (Reuters) – Scandium steht im Schatten des Periodensystems.

LONDON, 26. Juli (Reuters) – Scandium steht im Schatten des Periodensystems. Selbst nach den esoterischen Maßstäben anderer kritischer Mineralien ist das weiche, silbrige Metall mit der Ordnungszahl 21 so etwas wie ein Rätsel.

Man geht davon aus, dass der Weltmarkt zwischen 15 und 25 Tonnen groß ist, aber niemand ist sich ganz sicher. Die Produktion ist möglicherweise viel höher. Das lässt sich jedoch schwer sagen, da sich ein großer Teil davon in China befindet und die Produktion immer als Nebenprodukt anderer Metalle erfolgt.

Russland verwendete bereits in den 1980er Jahren Scandium-Aluminium-Legierungen in seinen MIG-Kampfflugzeugen. Auch dort wird Scandium produziert.

Die Vereinigten Staaten hingegen waren in den letzten Jahren vollständig auf Importe angewiesen. Es ist typisch für die Undurchsichtigkeit von Scandium, dass der United States Geological Survey (USGS) sagt, es gebe „keine endgültigen Daten“ über Lieferanten.

Es wird angenommen, dass die Importe hauptsächlich aus Europa, China, Japan und Russland stammen, so die USGS.

Es ist nicht schwer zu verstehen, warum Scandium auf der Liste der kritischen Mineralien in den USA steht.

Es stellt sich jedoch heraus, dass Rio Tinto (RIO.L) in seinen Titanbetrieben jenseits der kanadischen Grenze schon immer Scandium produziert hat. Doch das nun als kritisch eingestufte Metall landete zusammen mit anderen Abfällen in einem Absetzbecken.

Das Unternehmen hat nun herausgefunden, wie man Scandiumoxid aus dem Titanverarbeitungsstrom gewinnen kann, und ist damit Nordamerikas einziger Produzent.

Rio Tinto hat gerade den gleichen Trick bei einem anderen kritischen Mineral – Tellur – in seiner Kupferhütte in Utah durchgeführt.

Bergbau- und Verarbeitungsabfälle entwickeln sich schnell zu einer neuen Herausforderung für die Versorgung mit kritischen Metallen.

Laut der Minor Metals Trade Association (MMTA) gilt Scandium seit langem als „Wenn“-Metall. („Scandium taucht aus den Schatten auf“, 5. April 2022)

Wenn es nur ein ausreichendes Angebot, insbesondere westliches Angebot, gäbe, hätten die Hersteller seine Eigenschaften als Legierungsmittel für Aluminium ausgenutzt.

Geben Sie eine kleine Menge Scandium in die Aluminiumschmelze und Sie erhalten 10–15 % Gewichtsreduzierung, höhere Festigkeit, größere Flexibilität und Widerstandsfähigkeit gegen Thermoschocks.

Alle Eigenschaften, die es perfekt für Hochleistungsflugzeuge oder Luft- und Raumfahrtanwendungen machen.

Allerdings wurden Scandium-Aluminium-Legierungen aus Mangel an zugänglichem Angebot auf westliche Nischenprodukte wie Baseballschläger und Lacrosseschläger beschränkt.

Rio Tinto Fer et Titane wird das ändern, indem es seine kommerzielle Demonstrationsanlage in Quebec auf eine Kapazität von drei Tonnen pro Jahr hochfährt, was vielleicht nicht viel klingt, aber etwa einem Fünftel des weltweiten Angebots entspricht.

Das Projekt dauerte vom Entwurf bis zur kommerziellen Demonstration weniger als zwei Jahre, erfordert keinen zusätzlichen Bergbau und weist einen geringen CO2-Fußabdruck auf.

Tellur ist ein weiteres wichtiges Mineralproblem für die Vereinigten Staaten. Die Importabhängigkeit beträgt laut USGS mehr als 95 %.

China ist der weltweit größte Produzent und gewinnt Tellur aus metallischen Abfallströmen. Laut Rio Tinto betrug die weltweite Produktion im Jahr 2021 nur 580 Tonnen.

Die Nachfrage nach Tellur liegt an der Grenze zwischen Metallen und Nichtmetallen, wie die MMTA sie nennt, und erstreckt sich über ein breites Spektrum spezieller Anwendungen.

Seine Verwendung über Cadmiumtellurid in Solarpaneelen macht es jedoch zu einem wichtigen und schnell wachsenden Energiewendemetall.

First Solar (FSLR.O), der größte US-amerikanische Hersteller von Photovoltaikmodulen, wird Kunde der Kupferschmelzraffinerie Kennecott von Rio Tinto in Utah sein.

Das Tellur war zuvor Teil des Anodenschlammabfallstroms von Kennecott und war für die Behandlung und Langzeitlagerung bestimmt.

Jetzt wird es in einer Menge von 20 Tonnen pro Jahr in Kupfer-Tellur umgewandelt, bevor es zur Raffinierung und Weiterlieferung an First Solar an Kanadas 5N Plus (VNP.TO) geschickt wird. 5N Plus wird einen Teil des Materials auch für hochreine Halbleitermaterialien in seinem Werk in Utah verwenden.

Kennecotts neuer Tellurkreislauf kostete nur 2,9 Millionen US-Dollar und der Bau dauerte weniger als drei Jahre, nachdem das örtliche Team 2019 mit der Messung ausreichend hoher Konzentrationen im Kupfererz begann.

Beide Projekte sind transformativ und verringern das Risiko für zwei der kritischen Minerallieferketten der Vereinigten Staaten.

Für beides ist keine zusätzliche Tonne abgebautes Gestein erforderlich, wodurch ein oft langwieriger Planungs- und Genehmigungsprozess entfällt.

Sie sind Beispiele für einen neuen Branchentrend hin zum sogenannten Whole-Concept-Mining, auch bekannt als Total Mining, der den historischen Fokus auf ein oder zwei Primärprodukte auf potenziell alles mit metallischem Wert im abgebauten und verarbeiteten Erz erweitert.

„Kennecotts Telluranlage ist das jüngste Beispiel für die Arbeit, die wir weltweit leisten, um Abfall zu minimieren, indem wir für jedes Material, das wir aus der Erde graben, eine Verwendung finden oder aus dem Abfall selbst neue Produkte herstellen“, sagt Rio Tinto.

Hersteller auf der ganzen Welt greifen auf ihre Verarbeitungsblätter zurück, um besser zu verstehen, was sie zuvor in den Abfallteich geworfen haben.

Der russische Aluminiumproduzent Rusal (RUAL.MM) hat beispielsweise einen eigenen Weg gefunden, Scandium aus dem „Rotschlamm“-Abfall herzustellen, der bei der Aluminiumoxidraffinierung anfällt.

Das Unternehmen brachte letztes Jahr seine ScAlution-Reihe von Scandiumlegierungen auf den Markt und strebte danach, einen Marktanteil zu erobern, der dank einer verbesserten Versorgung bis 2035 auf 300.000 Tonnen pro Jahr wachsen könnte.

Die nächste große Herausforderung bei der Umwandlung von Abfall in Mineralien ist Lithium, das Metall, das im Mittelpunkt der grünen Energiewende steht.

Rio Tinto arbeitet an einem Projekt zur Herstellung von Lithium aus 90 Jahren Abfällen, die an seinem Boron-Minenstandort in Kalifornien angesammelt wurden, und andere verfolgen den gleichen Weg und zielen auf alte Kohlebergbaugebiete als potenzielle Quelle für Lithium und andere Energieübergangsmetalle wie z Kobalt und Mangan.

Das USGS wurde mit der Kartierung und Sammlung von Daten für Gebiete mit Minenabfällen beauftragt, „um das Verständnis über oberirdische kritische Mineralressourcen in zuvor gestörten Gebieten zu verbessern“.

Dies ist nicht nur eine äußerst kostengünstige Möglichkeit, die kritischen Mineralienlücken des Landes zu schließen, sondern auch eine Möglichkeit, die Grün-zu-Grün-Spaltungen zu schließen, die dazu führen, dass jede neue Energiewende-Metallmine auf heftigen Widerstand der Umweltschützer stößt.

Es stellt sich heraus, dass die grüne Zukunft zumindest teilweise durch die Beseitigung des Bergbau-Erbes der Vergangenheit erreicht werden kann.

Andy Home ist Marktanalyst bei Reuters. Die geäußerten Ansichten sind seine eigenen.

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Thomson Reuters

Leitender Metallkolumnist, der zuvor für Metals Week über Industriemetallmärkte berichtete und EMEA-Rohstoffredakteur bei Knight-Ridder (später Bridge) war. Er gründete Metals Insider im Jahr 2003 und verkaufte es 2008 an Thomson Reuters. Er ist Autor von „Siberian Dreams“ (2006) über die russische Arktis.