Metaldaily.ru :: Ежедневные новости металлургии
Новости металлургии 
   
Metaldaily.ru/Новости - 02.03.2011

Цветмет Украины: скандий – фундамент новой металлургии? "UGMK.INFO (Украина)". 2 марта 2011

02.03.2011 - 13:51
Обладая значительными запасами скандия, Украина может стать мировым лидером по производству и экспорта этого одного из самых перспективных для промышленного внедрения редкоземельных металлов. Сплавы с добавлением скандия могут стать уникальным конкурентным преимуществом нашей страны, не только в высокотехнологичных отраслях, но и в производстве потребительских товаров.

Металл XXI века

Скандий уникален тем, что даже небольшое добавление его к алюминию позволяет создать материал с фантастическим соотношением легкости и прочности. По последнему показателю алюмо-скандиевые сплавы на 50% превосходят все известные высокопрочные соединения металлов (на 20% – титановые сплавы). Кроме того, материалы с добавлением скандия обладают выдающейся пластичностью, коррозионной стойкостью и обходятся дешевле композиционных.

Скандий используется для получения сверхтвёрдых материалов. Так, например, легирование карбида титана карбидом скандия весьма резко поднимает микротвёрдость (в 2 раза), что делает этот новый материал четвёртым по твёрдости после алмаза, нитрида бора, сплава бор-углерод-кремний. Особенно интересны сплавы скандия с бериллием, обладающие уникальными характеристиками по прочности и жаростойкости. Так, например, бериллид скандия (1 атом скандия и 13 атомов бериллия) обладает наивысшим благоприятным сочетанием плотности, прочности и высокой температуры плавления, и является перспективным материалом для строительства аэрокосмической техники, превосходя в этом отношении лучшие сплавы из известных человечеству на основе титана, и ряд композиционных материалов (в том числе ряд материалов на основе нитей углерода и бора).

Скандиевые сплавы широко применяются в конструкциях самолетов, ракет, скоростных поездов и автомобилей. Из них сделана орбитальная станция "Мир", а также Международная космическая станция.

Скандий обладает также радиационной стойкостью, что позволяет использовать его в атомных реакторах. В ядерной энергетике с успехом применяется гидрид и дейтерид скандия – прекрасный замедлитель нейтронов, и мишень (бустер) в мощных и компактных нейтронных генераторах. Диборид скандия (температура плавления 2250 °C) применяется в качестве компонента жаропрочных сплавов, а также как материал катодов электронных приборов. Также находит применение бериллид скандия в качестве отражателя нейтронов, и в частности этот материал, равно как и бериллид иттрия предложен в качестве отражателя нейтронов в конструкции атомной бомбы.

Для производства ЭВМ нового поколения используют синтетические гранаты германий-гадолиний-скандиевого состава. Эти же гранаты, но с добавкой неодимия и меди – основа лазерной техники. Оксиды циркония и скандия дают высококачественную керамику, сплав магния и скандия используют в водородной энергетике.

Важную роль оксид скандия может сыграть в медицине (высококачественные зубные протезы), производстве лазерных материалов, в производстве солнечных батарей, в производстве магнитогидродинамических генераторов, рентгеновских зеркал и термоэлементов.

Мировые запасы и рынок скандия

Скандий накапливается в урановых рудах, бокситах, магнетитовых железных рудах, в ильменитовых и рутиловых титановых концентратах, в касситерите, вольфрамите, цирконе, берилле, пироксенах.

В течение многих лет первое место в мире по получению скандия занимал СССР, где ежегодная добыча достигала 10 тонн по сравнению с сотней килограммов во всем остальном мире.

После распада СССР производство скандия резко сократилось, однако и сейчас ресурсы скандия в странах СНГ позволяют России, Украине и Казахстану доминировать в глобальном выпуске этого металла.

В ближайшие годы ожидается значительный объём поступлений скандиевого сырья из Австралии, Канады, Бразилии. Следует также отметить, что запасы редкоземельного сырья в Монголии, содержащего скандий, это также перспективный источник скандия для скандиевой промышленности и развития металлургии скандия.

Последние пять лет цены на металлический скандий на мировом рынке колеблются от $12 до 20 тыс. за 1 кг.

Производство оксида скандия в мире составляет на уровне, кг/год:

Цветмет Украины: скандий – фундамент новой металлургии?

Состояние добычи скандия в Украине

По данным Национальной академии наук Украины, наша страна по запасам скандия занимает первое место в Европе, входя в пятерку мировых лидеров.

В Украине руды месторождений ильменитовых и ильменит-титаномагнетитовых руд габбро-анортозитовой формации (Стремигородское и Торчинское) содержат до 0,005 % Sc2O3; основные концентраторы скандия – ильменит (до 0,015 % Sc2O3) и пироксен (до 0,024 % Sc2O3). На ильменит приходится до 60% содержащегося в рудах скандия.

Среди прочих месторождений, содержащих скандий в составе комплексных руд, выделим Желтореченское, Анновское и Первомайское, а также скандиеносные месторождения Малышевское и Иршанское.

Титановый минерал ильменит из россыпей Украины также частично использовался для получения скандия. Много скандия находится в красном шламе, остающемся после переработки бокситов.

Скандий накапливается в многочисленных отходах производства. Например, в красном шламе, остающемся при переработке бокситов, на тонну сырья остается 100 граммов скандия, в пироксеновых хвостах железорудных месторождений – 150 граммов, в титановых шлаках – 200 граммов, в шлаках вольфрамового и оловянного производства – 250 граммов.

Отметим, что в СССР основной объем добычи скандия приходился на бокситы. В Украине также есть достаточные резервы для извлечения скандия из красных шламов, которые являются отходами производства Николаевского глиноземного завода, однако здесь эта технология пока не задействована.

Во времена СССР на базе железо-уранового Желтореченского месторождения Украины работал рудник, который в зарубежной печати называли самым крупным производителем скандиевого сырья. После распада СССР предприятие было акционировано и треть его акций принадлежала американской компании Ashurst Technology Ltd. С 1993 г. предприятие производило алюминий-скандиевый сплав, производственная мощность оценивалась в 900 тонн, но реальный выпуск не превышал десятков тонн. В 1995 г. предприятие закрылось – не исключено, что американцы умышленно вывели из обращения уникальный комбинат.

Резюме

Таким образом, из многочисленных потенциальных источников скандия наибольший интерес представляют ильменитовые концентраты из коренных и россыпных месторождений титана, отходы железорудного (титаномагнетитового) производства (пироксеновые хвосты), попутное производство скандия при подземном выщелачивании урановых руд, а также в случае внедрения высоких технологий для переработки красных шламов.

Минерально-сырьевая база достаточна для удовлетворения любых потребностей. Украина может оставаться одним из главных экспортеров скандиевых продуктов и, обладая многочисленными источниками сырья, имеет возможность сохранить этот статус.

Для дальнейшего устойчивого развития производства скандия необходимо завершить оценку и утвердить запасы скандия в титаномагнетитовых, коренных и россыпных титановых, осадочно-инфильтрационных урановых и других месторождениях. Вместе с тем главной задачей являются снижение себестоимости скандия и увеличение масштабов его производства с целью удовлетворения потребностей промышленности в более дешевом металле и его соединениях. Поэтому в технологическом плане актуально изыскание новых эффективных экстрагентов для извлечения скандия, обладающих минимальной растворимостью, использование сорбционных методов концентрирования металла, комплексной переработки скандийсодержащих отходов с их обезвреживанием и утилизацией наряду со скандием других ценных компонентов. -- UGMK.INFO (Украина)



Новости по этой теме

В Новости
 

ГЕОГРАФИЯ:

ПРОДУКЦИЯ:

ОТРАСЛИ:

Всего новостей  109529

ГОД:
МЕСЯЦ:
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
12
3456789
10111213141516
17181920212223
24252627282930
31      
 


Подписка на рассылку

Ежедневные новости металлургии в Вашем почтовом ящике
RSS



Информер

Ежедневно обновляющиеся заголовки 10 последних новостей металлургии на вашем сайте

все информеры >>