Skandium är ett kemiskt grundämne med symbolen Sc och atomnummer 21. En glittrande metall som tillhör gruppen övergångsmetaller. Skandium är den enda kända elementära supraledaren som har en kritisk temperatur över 30 K (243.15 °C). Skandium är ett relativt sällsynt grundämne och utgör endast cirka 0,0007 % av jordskorpan. Den finns i små mängder i många mineraler, men utvinns främst från mineralet skandiumoxid (Sc2O3).
Skandium upptäcktes 1879 av svensken Lars Frederik Nilson och fick sitt namn efter ”Scandia”, det latinska namnet för Skandinavien.
Skandium finns på listan över kritiska mineraler för Australien, EU, Kanada och USA.
Egenskaper hos Skandium
Skandium är en mjuk, silvervit metall med en Mohs-hårdhet på 2,5 till 3,0. Den har en densitet på 2,98 g/cm3, en smältpunkt på 1520°C och med en god elektrisk och värmeledningsförmåga. Skandium är mycket reaktivt och bildar lätt föreningar med andra grundämnen. Skandium är också ett bra reduktionsmedel och kan lätt förlora en eller flera elektroner för att bilda joner. Den är också mycket motståndskraftig mot korrosion och har en hög joniseringsenergi.
Användning av Skandium
Skandium är nu mindre känd, men blir en allt viktigare metall med ett brett utbud av industriella tillämpningar som används i en mängd olika applikationer på grund av dess unika egenskaper.
Några av dess huvudsakliga användningsområden inkluderar:
- Skandium legeras ofta med andra metaller, såsom aluminium och titan, för att förbättra deras styrka och korrosionsbeständighet. Kombinerat med aluminium för att skapa starkare, lätta och korrosionsbeständiga (Al-Sc) legeringar för flyg-, flyg-, försvars-, fordons- och energiöverföringstillämpningar.
- Al-Sc-legeringar används i flygtillämpningar, särskilt för konstruktion av lätta strukturella komponenter som flygplansramar, vingar och motordelar. Dessa legeringar erbjuder höga hållfasthets-till-vikt-förhållanden, vilket bidrar till förbättrad bränsleeffektivitet och övergripande prestanda.
- Al-Sc-legeringar används i militär utrustning och pansarplätering på grund av sin styrka och hållbarhet. Dessa legeringar hjälper till att minska vikten av militära fordon och utrustning samtidigt som den strukturella integriteten bibehålls.
- Skandium används vid tillverkning av högpresterande material, såsom superlegeringar och specialstål. Sc-Al legeringspulver erbjuder potentialen för 3D-utskrift av komplexa metallkonstruktioner som är svåra eller dyra att tillverka med hjälp av traditionella tillverkningsmetoder.
- Skandium används i bränsleceller med fast oxid och förbättrar Solid Oxide Fuel Cells (SOFC)-prestanda genom att stabilisera zirkoniumoxidbaserade elektrolytmaterial. Skandium sänker även SOFC-driftstemperaturerna, vilket minskar termisk stress, förbättrade starttider och förlänger livslängden.
- Även om de är mindre vanliga än i andra sektorer, har Al-Sc-legeringar undersökts för deras potentiella användning inom biltillverkning. Deras lätta natur skulle kunna bidra till att förbättra bränsleeffektiviteten och minska utsläppen. Denna applikation erbjuder ett av de största potentiella kraven på skandiumoxid (Sc2O3).
- Elfordon (EV) inklusive e-cyklar och skotrar erbjuder också potential för stora volymer av skandiumefterfrågan. Viktminskning är den uppenbara anledningen. Lux Research har uppskattat att en viktbesparing på 1 kg i en elbil kommer att vara värd 5 USD 2030. Men en andra faktor är den totala produktkostnaden. Skandium kan minska eller potentiellt till och med eliminera behovet av värmebehandlingar efter gjutning, vilket i vissa fall kan fördubbla kostnaden för en gjuten del. Således kan besparingarna från användningen av skandiumlegeringar, speciellt vid låga skandiumbelastningar, vara stora. Dessutom, när elbilar går över till värmepumpar i sina HVAC-system, kan scandium stödja implementeringen av aluminiumradiatorer utan att lägga till betydande systemvolym (som diskuterades av CM Group i sin 2018 scandiumrapport)
- Global Wind Energy Council rapporterade att den globala havsbaserade vindkraftsindustrin levererade 8,8 GW ny vindenergi ansluten till nätet 2022 och förutspår att 380 GW nya havsvindkraftsprojekt kommer att byggas till år 2032. Scandium erfordras i havsbaserade vindkraftsprojekt främst för att förbättra egenskaperna hos aluminiumlegeringar som används vid konstruktion av turbinkomponenter.
- Al-Sc-legeringar kan hittas i vissa avancerade elektronikenheter, som smartphones och bärbara datorer. Deras lätta egenskaper bidrar till bärbarheten av dessa enheter.
- Al-Sc-legeringar i elkablar och elmotorer.
I elektriska kablar kan användningen av Al-Sc-legeringar ge fördelar som förbättrad korrosionsbeständighet och styrka jämfört med traditionella material. De förbättrade egenskaperna hos dessa legeringar kan leda till ökad hållbarhet hos kablarna. Att lägga till Sc till Al-legering kan även i mindre grad öka konduktiviteten jämfört med rent aluminium på grund av förfiningen av legeringens kornstruktur. Finare korn resulterar i mindre spridning av elektroner, vilket förbättrar konduktiviteten. Men skandium tillsätts i små mängder (mindre än 1 viktprocent) för att bibehålla aluminiumets totala konduktivitetsfördelar.
För att bättre förstå effekten av scandium på aluminiums ledningsförmåga, låt oss jämföra den elektriska ledningsförmågan hos rent aluminium, rent scandium och Al-Sc-legeringar.
– Rent aluminium: Aluminium har en elektrisk ledningsförmåga på cirka 37,7 x 10^6 S/m vid rumstemperatur (20°C).
– Rent Scandium: Scandium har en mycket lägre elektrisk ledningsförmåga på cirka 6,34 x 10^6 Siemens per meter (S/m) vid rumstemperatur.
– Den elektriska ledningsförmågan hos Al-Sc-legeringar sträcker sig från 25 till 38 x 10^6 S/m, beroende på Sc-koncentrationen. Även om det finns en liten minskning av konduktiviteten med ökande skandiumhalt, är den totala påverkan på konduktiviteten mindre, jämfört med de betydande förbättringarna i andra egenskaper.
För elmotorer, som är avgörande komponenter i olika applikationer inklusive fordons- och industrisektorer, kan användning av Al-Sc resultera i lättare motorer med högre prestanda. Styrkan och korrosionsbeständigheten hos dessa legeringar kan bidra till elmotorers livslängd och effektivitet.
- Belysning: Skandium används vid tillverkning av högintensiva lampor, såsom halogenlampor och lysdioder (LED).
- Sportartiklar: Legeringarna används vid tillverkning av sportartiklar, som basebollträn, cykelramar och golfklubbar. Den lätta och hållbara karaktären hos Al-Sc-legeringar förbättrar dessa produkters prestanda.
- Dessutom används skandium även i keramik, lasrar och produktion av radioaktiva isotoper.
Utbud och efterfrågan:
Skandium har länge ansetts vara en ”om”-metall. Om det bara fanns tillgänglig kvantitet, skulle det bland annat kunna förändra flygplansproduktion och bränsleförbrukning. Om det bara var tillgängligt i kvantitet, skulle det kunna påskynda den framväxande väteekonomin. Om det bara var tillgängligt i kvantitet skulle det kunna påskynda utbyggnaden av 5G-tekniker. Och så vidare.
Synen har varit att skandium skulle kunna användas i många stora applikationer, om bara tillgångarna var tillräckliga för att möta den potentiella efterfrågan. Tillverkare angav regelbundet bristen på tillräckligt med skandium som orsaken till att de inte lanserade nya användningsområden och produkter som innehåller skandium.
Efter en nästan mytisk roll på 1980-talet (som ett stärkande medel i aluminiumlegeringar som användes i den senaste generationen av sovjetiska MiG-stridsflygplan och till och med, sägs det, i noskoner för ballistiska missiler), gick skandium in i det banala på 1990-talet, inom sportartiklar och bisarrt nog, handvapen.
Skandium är relativt sällsynt och produceras ofta som en biprodukt av annan gruvproduktion. Den nuvarande Sc-marknaden tyder på att efterfrågan tillgodoses efter utbud, med cirka 20 till 30 ton i efterfrågan år 2022. Men om 0,1 % av den årliga globala Al-produktionen var legerat med 0,5 % Sc skulle det resultera i en årlig global Sc-behovet på 345 ton, vilket är 11x den nuvarande efterfrågan. Den kollektiva efterfrågan uppskattar att efterfrågan på Sc för bilindustrin kan nå 5 300 ton år 2030 med den totala efterfrågan på Sc till 5 560 ton. Denna mängd skulle leda till ett Sc-underskott på 3 760 ton baserat på den beräknade utbudstillväxten. Den potentiella efterfrågetillväxten från ytterligare användningar har potential att nå cirka 1 970 ton år 2040.
Skandiums unika egenskaper gör det till ett värdefullt tillskott till olika legeringar, särskilt inom flyg-, fordons-, och militärindustrin. När dessa industrier fortsätter att expandera, förväntas efterfrågan på skandium öka avsevärt. Dessutom kommer framsteg inom AI-teknologi och materialvetenskap sannolikt, att ytterligare driva efterfrågan på skandium under de kommande åren.
Den ökade oron för leveranskedjans säkerhet för kritiska metaller har i EU lett till programmet ”ScaVanger” för att återvinna skandium från titanavfallsströmmar.
Ser man längre fram finns det många skandiumprojekt under utveckling, varav flera borde komma i produktion runt mitten av decenniet
Scandium Canada Ltd.
Claes-Erik Simonsbacka
Professor emeritus i filosofi. Forskningsinriktning är vetenskapsteori, teknikfilosofi och politisk filosofi. Huvudredaktör för Klimatupplysningen.
Tack Claes-Erik för denna värdefulla belysning om ännu ett intressant grundämne.
”OM” var ordet.
Det är väl fullkomligt totalt meningslöst att ens forska vidare om Skandiums tillämpningar inom den ”gröna” revolten när det uppenbarligen inte finns i någon större mängd? Och kommer inte finnas.
Skandium är ytterligare ett sådant grundämne som man kan vråla rakt in i örat på de klimattroende att det ”finns inte!” och de fattar inte, som små otåliga 3-åringar.
Varför fantiserar ens bilbyggarna när bara den industrin kräver 175-faldigt mer än vad som vi kan få fram i nuläget?
Nu till Al-Sc; Styrkan ökas som beskrivet ovan men ökar även korrosionsbeständigheten? Tex Al-Cu (Dural) är starkare men har uslare korrosionsegenskaper än ren Al, eller Al-Mg.
#1 johannes
Vad jag kunnat utröna beror den förbättrade korrosionsbeständigheten som observerats i Al-Sc-ledare jämfört med ledare av rena aluminium, hänföras till faktorer som bildandet av ett skyddande oxidskikt, förbättrad mikrostruktur, ökad hållfasthet och hållbarhet samt minskning av galvanisk korrosion på grund av närvaron av skandium i legeringen.
Mvh,
Skandium är ett av 9(!) grundämnen som upptäcks i Ytterby gruva på Resarö utanför Vaxholm i södra Roslagen. Ganska otroligt.
https://sv.wikipedia.org/wiki/Ytterby_gruva?wprov=sfla1
Utvinns enligt wikipedia i Ukraina, Kina, Ryssland och Filippinerna.
Outvecklade reserver i USA, Norge och Madagaskar.
#3 Man bröt pegmatiter som ser ut som en granit, fast med gigantiska kristaller, ibland på många ton, av fältspat och kvarts.
Fältspaten var det primära till porslin.
Pegmatiter var det som blev över har jag hört. Det som inte passade in i omgivande berg spottades ut ihop med en massa göttigheter såsom halva periodiska systemet.
Pegmatiter kan förekomma från småstycken på några kg i berget på din tomt till miljardtals ton stora fyndigheter.
Om vi alla plockar fram våra hackor så skall vi nog lösa Skandiumproblemet.
Apropå supraledare och Skandium; har de där föreningarna med supraegenskaper över kvävets kokpunkt som fick Nobelpriset 1987, tex YBCO någon praktisk tillämpning inom industri eller konsumtion än?
Det har varit mycket ståhej men sedan relativt tyst. Förvisso avdammad i och med ”gröna” revolutionen där den dykt upp inom diverse tiggeriprospekt.
En annan förening runt sam tidsperiod med mycket väsen för lite ull var fullerener:
https://sv.wikipedia.org/wiki/Buckminsterfulleren
Har denna förening någon praktisk användbarhet än?
Vad som ytterst sällan nämns är att fullerener är snorgiftiga. Denna dyker också ibland upp som en ”klimaträddare”.
LIVE From PDAC 2024: The Rare and Unique Scandium Canada Story in Under 10 Minutes
https://www.youtube.com/watch?v=mUHMuGJzq0E
Mvh,
Apropos galenskaper!Stöd till “bio-CCS”: 36 mia !
Ännu mera av våra skattepengar kommer att flyga iväg i sjön
2024-07-02, Regeringskansliet, Pressmeddelande:
EU-kommissionen godkänner svenskt statsstöd till biogen koldioxidlagring (bio-CCS)
Några utdrag:
Europeiska kommissionen har idag lämnat besked om att de godkänner ett stöd för infångning, avskiljning och lagring av biogen koldioxid, så kallad bio-CCS. Beslutet är ett viktigt led i att nå Sveriges klimatmål till 2045 och EU:s mål om klimatneutralitet till 2050 samtidigt som det möjliggör för Sverige att bli en ledande nation på området.
Senast år 2045 ska Sverige ha nettonollutsläpp av växthusgaser och därefter uppnå negativa utsläpp.
En viktig sådan åtgärd är infångning, avskiljning och lagring av koldioxid från förnybara källor (bio-CCS).
Regeringen kan nu färdigställa och fatta de beslut som krävs för att den omvända auktionen ska kunna öppnas. Därmed kommer 36 miljarder kronor att kunna fördelas mellan åren 2026 och 2046 med syfte att skapa negativa utsläpp.
Stödet kommer att fördelas genom omvänd auktion. Det eller de företag som kan erbjuda tjänsten att avskilja, transportera och geologiskt lagra koldioxid från förnybara källor och samtidigt har lägst behov av stöd per lagrad ton koldioxid vinner auktionen.
Stödet kommer betalas ut under 15 år och Energimyndigheten är utsedd till vara auktionsförrättare.
+ – + – + – +
Men Lugn, bara lugn !
Vanvettet kommer att avslöjas långt innan dessa pengar gått åt. Men några miljarder gäller det nog.
+ – + – + – +
Facebooktwitterredditpinterestlinkedinmailby feather
1 thought on “Stöd till “bio-CCS”: 36 mia !”
stig Morling 2024-07-03 at 12:46
saharEn enkel åtgärd
Ta och odla ekologisk skog i hela Sahara med det snarare!
Salve
Stig M
Nya studier tyder på att skandium kan hittas i höga koncentrationer i limonitnickellateritmalmer, med koncentrationer som når upp till nästan 900 ppm (0,09 %) Sc2O3. Ett exempel på denna typ av projekt är Nyngan Laterite Project i New South Wales, i östra Australien, som planerar att extrahera skandium som sin huvudprodukt från limonitiska lateritmalmer, med inriktning på en skandiumreservgrad på 409 ppm (0,4 %) Sc eller 627 ppm (0,62%) Sc2O3 men vid ett lågt tonnage på endast 1,43 Mt.
Mineraltillgångar av skandium i nickellateritavlagringar rapporterar lägre resurskvaliteter som sträcker sig mellan 40 ppm (0,004 %) och 300 ppm (0,030 %) Sc2O3.
Mvh,
Sumitomo Metal Mining och har nu tagit i bruk en skandiumåtervinningskrets vid sin Tagano Bay-anläggning för High Pressure Acid Leach (HPAL) i Filippinerna. Denna anläggning återvinner skandiumoxalat för bearbetning till oxid (och förmodligen till partiklar av skandium-zirkoniumoxid avsedda för Bloom Energy) i Japan. Anläggningen återvinner 7-8 ton per år skandiumoxid och vid driftsättning ökade det globala utbudet med cirka 40 %. Kapitalkostnaderna var omkring 5 miljoner USD/ton scandiumoxid.
Kinesiska integrerade titanproducenten Lomon Billions har etablerat en 20-30 ton per år
skandiumoxidanläggning med potential att öka till 50 ton per år. Företaget uppskattar att upp till 100 ton per år scandiumoxid finns tillgängligt i deras titananläggningar.
År 2021, påbörjade Rio Tinto skandiumåtervinning från sin Sorel Tracy-fabrik i Québec, Kanada. Pilotanläggningen kan leverera 3 ton per år skandium-oxid och kostar ca. 6 miljoner USD. Anläggningen har kapacitet att leverera uppskattningsvis 50-60 ton per år oxid, baserat på aktuellt råmaterial.
UC Rusal har beställt en 3 ton per år pilotanläggning för skandiumoxid, som återvinner skandiumoxid från avlagringar av röd lera, och även börjat marknadsföra och sälja en rad skandiumlegeringar. som har förbättrad prestanda vid låga (vanligtvis 0,1 %) ) koncentrationer av skandium.
Det finns dessutom flera drift- och utvecklingsprojekt som använder HPAL-teknik för att återvinna och separera nickel och kobolt i lateritavlagringar, varav många i princip torde kunna återvinna skandium.
Mvh,
Stig #7,
Om vi skall odla skog i Sahara så behöver vi nog rätt stora utsläpp av CO2. Samtidigt så minskar temperaturtopparna där eftersom skogen mildrar solens strålar. Dvs, mer CO2-utsläpp, lägre temperaturer i Sahara.
OT: Och detta trots att vi har både plastpåseskatt och fastsittande korkar…
https://www.svt.se/nyheter/utrikes/i-guatemalas-paradis-sjo-sopor-har-format-en-o
Snälla Claes-Erik Simonsbacka, skriv inte så lååånga inlägg! Man får dessutom nästan en känsla av att Du tagit hjälp av ChatGPT…