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Fiches/Documents/Minerai/Fiche minerai scandium.md

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minerai Scandium Scandium 1.0 2025-04-22 Version initiale Stéphan Peccini
Objectif_final_v0-7.pdf §2 (méthodologie de calcul)
…

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Présentation synthétique

Le scandium est un métal de transition léger appartenant au groupe IIIB du tableau périodique, découvert en 1879 par le chimiste suédois Lars Fredrik Nilson. Ce métal blanc-argenté, malléable et ductile, se caractérise par son point de fusion élevé (1541°C), sa faible densité (2,99 g/cm³) et sa capacité à former des alliages remarquablement résistants, particulièrement avec l'aluminium. Le scandium est l'un des éléments les plus dispersés dans la croûte terrestre, présent en faibles concentrations dans plus de 800 minéraux, mais rarement en quantités permettant une exploitation économique directe. Son extraction implique des procédés complexes qui varient selon la source - principalement comme sous-produit de l'extraction d'autres métaux (titane, uranium, terres rares, nickel) ou à partir de résidus industriels. La production mondiale est limitée (15-25 tonnes par an) et concentrée principalement en Chine et en Russie. Malgré cette rareté, le scandium possède des applications stratégiques dans l'aérospatiale, l'industrie sportive de haute performance, les piles à combustible à oxyde solide et l'électronique, grâce à sa capacité à améliorer significativement les propriétés mécaniques et thermiques des alliages d'aluminium tout en réduisant leur poids.

Procédés de traitement

Étape Description du procédé Part utilisée
Extraction comme sous-produit Récupération du scandium à partir des résidus d'exploitation minière (boues rouges alumineuses, résidus de lixiviation d'uranium, résidus de production de titane) 100%
Lixiviation acide/alcaline Dissolution sélective du scandium par traitement avec des solutions acides (H₂SO₄, HCl) ou alcalines (NaOH) 90%
Extraction par solvant Séparation du scandium des impuretés par utilisation de solvants organiques comme l'acide di-2-éthylhexyl phosphorique (D2EHPA) 80%
Précipitation Formation d'oxalate ou d'hydroxyde de scandium par ajout de réactifs spécifiques 75%
Calcination Conversion en oxyde de scandium (Sc₂O₃) par traitement thermique à 700-900°C 70%
Réduction métallique Conversion de l'oxyde en métal par réduction métallothermique (avec calcium) ou électrolyse de sels fondus 65%
Purification Raffinage supplémentaire pour obtenir du scandium de haute pureté (99,9%+) par techniques de distillation sous vide ou fusion par zone 60%
Élaboration d'alliages Production d'alliages mères (Al-Sc) contenant typiquement 2% de scandium 55%

Note: Les pourcentages dans la colonne "Part utilisée" indiquent la proportion approximative de matière première qui passe à l'étape suivante, reflétant les pertes inhérentes à chaque phase du processus.

Secteurs d'utilisation

Secteur Type d'usage Part estimée
Piles à combustible Utilisé dans les piles à combustible à oxyde solide (SOFC) pour la production d'énergie 60%
Aérospatial et défense Employé dans les alliages aluminium-scandium pour des composants légers et résistants 25%
Numérique Utilisé dans certains dispositifs optiques et électroniques avancés 5%
Autres Applications diverses incluant la céramique, l'éclairage et les équipements sportifs 10% 
Extraction_Scandium:
  Canada_Extraction_Scandium:
    nom_du_pays: Canada
    part_de_marche: 8%
    acteurs:
      RioTinto_Canada_Extraction_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Rio Tinto
        part_de_marche: 8%
        pays_d_origine: Royaume-Uni
  Russie_Extraction_Scandium:
    nom_du_pays: Russie
    part_de_marche: 20%
    acteurs:
      Rosatom_Russie_Extraction_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Rosatom
        part_de_marche: 20%
        pays_d_origine: Russie
  Chine_Extraction_Scandium:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 50%
    acteurs:
      ChinaNorthern_Chine_Extraction_Scandium:
        nom_de_l_acteur: China Northern Rare Earth Group
        part_de_marche: 50%
        pays_d_origine: Chine
  Philippines_Extraction_Scandium:
    nom_du_pays: Philippines
    part_de_marche: 15%
    acteurs:
      NickelAsia_Philippines_Extraction_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Nickel Asia Corporation
        part_de_marche: 15%
        pays_d_origine: Philippines

Principaux producteurs - Extraction

Pays d'implantation Entreprise Pays d'origine Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : t/an

Total : 40

Reserves_Scandium:
  {}

Principaux pays - Réserves

Pays d'implantation Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : t

Total : inconnu

Traitement_Scandium:
  Russie_Traitement_Scandium:
    nom_du_pays: Russie
    part_de_marche: 20%
    acteurs:
      UralsAluminum_Russie_Traitement_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Urals Aluminum
        part_de_marche: 20%
        pays_d_origine: Russie
        minerai_origine:
          pays: Russie
          pourcentage: 100%
  Chine_Traitement_Scandium:
    nom_du_pays: Chine
    part_de_marche: 50%
    acteurs:
      HunanNonFerrous_Chine_Traitement_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Hunan NonFerrous Metals
        part_de_marche: 15%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
      BaogangRare_Chine_Traitement_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Baogang Rare Earth
        part_de_marche: 35%
        pays_d_origine: Chine
        minerai_origine:
          pays: Chine
          pourcentage: 100%
  Philippines_Traitement_Scandium:
    nom_du_pays: Philippines
    part_de_marche: 8%
    acteurs:
      ScandiumInternational_Philippines_Traitement_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Scandium International
        part_de_marche: 8%
        pays_d_origine: Canada
        minerai_origine:
          pays: Philippines
          pourcentage: 100%
  Ukraine_Traitement_Scandium:
    nom_du_pays: Ukraine
    part_de_marche: 10%
    acteurs:
      SRSUISM_Ukraine_Traitement_Scandium:
        nom_de_l_acteur: SRSU/ISM
        part_de_marche: 10%
        pays_d_origine: Ukraine
  Japon_Traitement_Scandium:
    nom_du_pays: Japon
    part_de_marche: 4%
    acteurs:
      SumitomoMetal_Japon_Traitement_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Sumitomo Metal Mining
        part_de_marche: 4%
        pays_d_origine: Japon
        minerai_origine:
          pays: Philippines
          pourcentage: 80%
  Australie_Traitement_Scandium:
    nom_du_pays: Australie
    part_de_marche: 5%
    acteurs:
      CleanTeQ_Australie_Traitement_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Clean TeQ Sunrise
        part_de_marche: 5%
        pays_d_origine: Australie
  Canada_Traitement_Scandium:
    nom_du_pays: Canada
    part_de_marche: 4%
    acteurs:
      RioTinto_Canada_Traitement_Scandium:
        nom_de_l_acteur: Rio Tinto
        part_de_marche: 4%
        pays_d_origine: Royaume-Uni
        minerai_origine:
          pays: Canada
          pourcentage: 100%

Principaux producteurs - Traitement

Pays d'implantation Entreprise Pays d'origine Origine du minerai Part de marché
(cette section sera remplie automatiquement)

Unités : t

Total : 20

Explication de l'écart entre production minière et capacité de traitement

Facteur Description Impact estimé (t)
Production comme sous-produit Le scandium est principalement récupéré comme sous-produit d'autres industries extractives, limitant la flexibilité de production -10
Rendements de séparation Pertes significatives lors des procédés de séparation et purification en raison des faibles teneurs initiales -8
Stocks stratégiques Conservation de matériel dans des réserves nationales, particulièrement en Chine et Russie -5
Taux d'utilisation des capacités Les installations ne fonctionnent pas toujours à capacité maximale en raison des contraintes économiques -3
Recyclage limité Récupération minimale à partir de produits en fin de vie contenant du scandium +1

Note: L'écart entre la production minière potentielle (environ 45 tonnes de scandium contenu dans divers résidus traités) et la capacité de traitement (20 tonnes) s'explique principalement par les défis techniques et économiques liés à l'extraction d'un élément aussi dispersé.

Chaîne de valeur et applications

Produit intermédiaire Pureté typique Applications numériques Part numérique Autres applications Part autres usages Valeur ajoutée relative
Concentré de scandium 5-20% Sc₂O₃ - 0% Matière première pour raffinage 100% 1×
Oxyde de scandium >99% Sc₂O₃ Composants électroniques 20% SOFC, lasers, céramiques 80% 25×
Scandium métal >99% Sc Composants électroniques spécialisés 35% Production d'alliages, recherche 65% 100×
Alliage Al-Sc 2% Sc - 0% Aérospatiale, sports, défense 100% 50×
Fluorure de scandium >99.9% ScF₃ Capteurs, composants électro-optiques 85% Matériaux à dilatation thermique négative 15% 40×
Nitrate de scandium >99% Sc(NO₃)₃ Précurseurs pour électronique 60% Catalyseurs, applications chimiques 40% 30×

Note: La part numérique représente la proportion utilisée dans les technologies de l'information, la communication et l'électronique. Les alliages aluminium-scandium représentent actuellement le principal débouché commercial, suivis par les applications en électronique de haute performance.

Projections 2025-2035

Extraction

Année Demande Numérique (tonnes) Demande numérique (%) Demande Autres Usages (tonnes) Demande Autres usages (%) Production (tonnes) Recyclage (tonnes) Déficit/Surplus (tonnes)
2025 2 5% 38 95% 45 1 +6
2030 4 6% 66 94% 75 3 +8
2035 7 7% 93 93% 110 5 +15

Note : Ces projections sont des estimations basées sur les tendances actuelles du marché et les développements prévus dans l'industrie. Le recyclage du scandium est encore limité mais devrait augmenter progressivement.

Méthode de calcul des projections :

  • Taux de croissance annuel composé (TCAC) de la demande estimé à 10% basé sur l'expansion du marché des SOFC et des alliages aérospatiaux.
  • Production estimée avec un TCAC de 11% basé sur les plans d'expansion actuels et les nouveaux projets.
  • Recyclage projeté avec un TCAC de 25% partant d'une base faible, reflétant l'amélioration des technologies de recyclage.

Traitement

Année Capacité de traitement (t) Demande numérique (t) Demande autres usages (t) Taux d'utilisation des capacités (%) Déficit/Surplus (t)
2025 35 8 25 94 +2
2030 60 15 43 97 +2
2035 100 30 68 98 +2

Note: Les projections montrent une croissance rapide de la demande, particulièrement dans les secteurs de l'aérospatiale, de l'automobile légère et des énergies propres (piles à combustible). Le développement de nouvelles méthodes d'extraction à partir des résidus miniers permettra d'augmenter significativement la capacité de production pour répondre à cette demande croissante.

Matrice des risques

Extraction

Impact/Probabilité Faible Moyen Fort
Fort R1 R2, R3
Moyen R4 R5
Faible R6

Détails des risques : R1 : Concentration géographique de la production en Chine, risque de perturbation de l'approvisionnement[^1][^3] R2 : Volatilité des prix due à la rareté et à la demande croissante[^1][^8] R3 : Impacts environnementaux de l'extraction et du traitement[^9] R4 : Concurrence avec d'autres secteurs pour l'utilisation du scandium[^2] R5 : Défis technologiques dans le développement de nouvelles applications[^8] R6 : Risques liés au changement climatique affectant les sites de production

Classification des risques :

  • Impact : Basé sur les conséquences potentielles sur l'approvisionnement global et les applications du scandium.
  • Probabilité : Évaluée en fonction des tendances actuelles du marché et des facteurs géopolitiques et technologiques.

(cette section sera remplie automatiquement)

(cette section sera remplie automatiquement)

Traitement

Impact/Probabilité Faible Moyen Fort
Fort R1 (Concentration géographique) R6 (Dépendance aux sous-produits)
Moyen R3 (Substitution) R4 (Environnemental) R2 (Volatilité des prix)
Faible R5 (Recyclage insuffisant)

Détail des risques :

  • R1 : Concentration de la capacité de traitement en Chine (50%), créant une vulnérabilité géopolitique dans la chaîne d'approvisionnement - Impact fort (4/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R2 : Volatilité extrême des prix due au marché de niche et à l'offre limitée - Impact moyen (3/5), Probabilité forte (4/5)
  • R3 : Développement de matériaux alternatifs pour certaines applications - Impact moyen (3/5), Probabilité faible (2/5)
  • R4 : Impact environnemental des procédés de traitement des résidus industriels - Impact moyen (3/5), Probabilité moyenne (3/5)
  • R5 : Faible taux de recyclage des produits contenant du scandium - Impact faible (2/5), Probabilité faible (2/5)
  • R6 : Production principalement comme sous-produit d'autres industries, limitant la flexibilité de l'offre - Impact fort (4/5), Probabilité forte (4/5)

(cette section sera remplie automatiquement)

Risque de substituabilité

(cette section sera remplie automatiquement)

(cette section sera remplie automatiquement)

Vulnérabilité de concurrence

(cette section sera remplie automatiquement)

Sources

  1. Mordor Intelligence - Scandium Market - https://www.mordorintelligence.com/industry-reports/scandium-market
  2. Investing News - Scandium Applications: Technology Metal in Lighting, Electronics, Phosphorus - https://investingnews.com/daily/resource-investing/critical-metals-investing/scandium-investing/scandium-applications-technology-metal-lighting-electronics-phosphorus/
  3. IMARC Group - Scandium Market - https://www.imarcgroup.com/scandium-market
  4. USGS - Mineral Commodity Summaries: Scandium (2022) - https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2022/mcs2022-scandium.pdf
  5. USGS - Mineral Commodity Summaries: Scandium (2025) - https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2025/mcs2025-scandium.pdf
  6. Wikipedia - Scandium - https://en.wikipedia.org/wiki/Scandium
  7. Investing News - Scandium Production: The Problem and the Opportunity - https://investingnews.com/daily/resource-investing/critical-metals-investing/scandium-production-the-problem-and-the-opportunity/
  8. Global Islamic Finance Magazine - Scandium Alloys Market Set for Strong Growth from 2024 to 2031 - https://globalislamicfinancemagazine.com/scandium-alloys-market-set-for-strong-growth-from-2024-to-2031-driven-by-aerospace-automotive-and-energy-sectors/
  9. MDPI - Scandium Research Article - https://www.mdpi.com/2076-3298/10/1/8
  10. Metal AM - Scandium's Impact on the Additive Manufacturing of Aluminium Alloys - https://www.metal-am.com/articles/scandiums-impact-on-the-additive-manufacturing-of-aluminium-alloys/
  11. Mineralinfo - Scandium (Sc) - https://www.mineralinfo.fr/fr/substance/scandium-sc
  12. PMC - Scandium Research Article - https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC8999471/
  13. USGS - Mineral Commodity Summaries: Scandium (2024) - https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2024/mcs2024-scandium.pdf
  14. Scandium International Mining Corp. - Scandium Primer (2023) - https://www.scandiummining.com/s/scandium-primer.asp
  15. U.S. Geological Survey - Mineral Commodity Summaries: Scandium (2023) - https://pubs.usgs.gov/periodicals/mcs2023/mcs2023-scandium.pdf
  16. European Commission - Study on the EU's list of Critical Raw Materials (2020) - https://rmis.jrc.ec.europa.eu/uploads/CRM_2020_Report_Final.pdf
  17. Minerals Education Coalition - Scandium (2024) - https://mineralseducationcoalition.org/minerals-database/scandium/
  18. ASM International - Aluminum-Scandium Alloys: Processing, Properties, and Applications (2019) - https://www.asminternational.org/documents/10192/40703247/06936G_Sample.pdf
  19. Nature Communications - Efficient extraction of scandium from bauxite residue (2022) - https://www.nature.com/articles/s41467-022-30546-7
  20. ScienceDirect - Scandium: Processes and technologies of extraction from different sources (2020) - https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0304386X19305080
  21. Clean TeQ Holdings - Sunrise Project Technical Report (2022) - https://www.cleanteq.com/wp-content/uploads/2022/04/CTQ_SunriseTechnicalReport_Mar2022.pdf