فصلی نو برای اسکاندیوم در صنایع خودرو و هوافضا

به گزارش می متالز، در واقع به دنبال رشد تولید باتری‌های لیتیوم‌یون، استخراج فلزاتی مانند کبالت و نیکل نیز گسترش یافت و حالا مجال برای رشد یک فلز دیگر نیز فراهم شده است.
قرار است تولید اسکاندیوم توسعه یابد؛ فلزی نه چندان شناخته‌شده که مدت‌هاست وعده داده شده است در تولید هواپیماها و خودروها تغییرات شگرفی ایجاد خواهد کرد؛ تغییراتی که وقوع آنها به دلیل کمبود عرضه این فلز متوقف شده بود.
 این در حالی است که گفته می‌شود ذخایر اسکاندیوم در ماه شناسایی شده است. این اتفاق می‌تواند انگیزه کشورها و در نقاط مختلف جهان از جمله امریکا، چین، روسیه و لوکزامبورگ را به دنبال دستیابی به ذخایر موجود در اجرام آسمانی بالاتر ببرد.
به نقل از بلومبرگ، مقادیر زیادی از این فلز سفیدنقره‌ای در صخره‌های ماه با تراکم بالاتر نسبت به زمین پیدا می‌شود و می‌تواند با اضافه شدن به آلومینیوم به تولید آلیاژهایی بینجامد که سبک‌تر، قوی‌تر و منطعف‌تر هستند. این آلیاژها می‌توانند وزن اجزای هواپیماها، خودروها، کشتی‌ها و سفینه‌های فضایی را بسیار کاهش دهند؛ اتفاقی که به صرفه‌جویی در هزینه‌های سوخت می‌انجامد.
جان بار، معاون مدیرعامل واحد توسعه تجارت و بازاریابی اسکاندیوم در هلدینگ استرالیایی کِلین‌تِک است. این هلدینگ؛ کبالت، نیکل و اسکاندیوم موردنیاز صنعت باتری‌سازی را تولید می‌کند. «بار» در این زمینه می‌گوید: اسکاندیوم، استحکام‌بخش‌ترین عنصری است که می‌توان به آلومینیوم اضافه کرد. دلیل جذابیت بالای اسکاندیوم این است که اگر مقدار بسیار کمی از آن را به آلومینیوم اضافه کنید، تاثیر شگرفی خواهد داشت.
تا حالا آنچه مانع اصلی استفاده از اسکاندیوم به شمار می‌آمده است، کمبود عرضه آن بوده است.
این مشکل با کشف ذخایر اسکاندیوم در فرآیند تولید کبالت و نیکل تا حدودی برطرف شد، در حالی که استخراج هر ۳ مورد از این مواد از یک منبع، از نظر اقتصادی مقرون‌به‌صرفه‌تر از استخراج اسکاندیوم به تنهایی است.
این در حالی است که مدت‌هاست صنایع گوناگون به مزایای استفاده از اسکاندیوم پی برده‌اند. آلیاژهایی که در آنها از اسکاندیوم استفاده می‌شود، در دهه ۱۳۳۹ خورشیدی توسعه یافتند و در ساخت ابزار گوناگونی از جت‌های جنگی ام‌آی‌جی گرفته تا چوب‌های بیس‌بال به کار برده می‌شدند.
این ماده همچنین در سلول‌های سوختی اکسید جامد کاربرد فراوان دارد؛ سلول‌هایی که در تامین پیوسته انرژی برای بیمارستان‌ها و مراکز داده‌ای استفاده می‌شوند و در توسعه چاپ ۳بعدی و موتورهای برقی نیز کاربرد دارند.
با این احوال، استفاده بیشتر از این ماده مشکل به نظر می‌رسد.
تولید جهانی اسکاندیوم کمتر از آن است که به مصرف‌کنندگان بالقوه آن مانند شرکت‌های هوافضا اطمینان بدهد که به منبعی قابل‌اطمینان و طولانی‌مدت دسترسی دارند و این دسترسی نداشتن، به بالا بودن بهای اسکاندیوم نیز انجامیده است. با این حال بدون اطمینان از وجود تقاضا، تولیدکنندگان نیز قادر نخواهند بود تولید خود را افزایش دهند.
اما این روش در حال تغییر است.
شرکت ژاپنی سامیتومومتال‌ماینینگ، شروع به تولید این ماده در فیلیپین کرده است. علاوه بر آن، شرکت روسال که غول تولیدکننده آلومینیوم در روسیه است نیز در حال مطالعه و بررسی طرح‌هایی است تا دست به تولید اسکاندیوم در واحد ذوب خود به نام اورال بزند.
 در استرالیا قرار است یکی از معادن شرکت کلین‌تِک به نام سان‌رایز تا سال ۱۴۰۰ خورشیدی راه‌اندازی شود.
در همین حال شرکت‌هایی مانند استرالیَن‌ماینز و اسکاندیوم‌اینترنشنال‌ماینینگ نیز در میان دیگر شرکت‌های توسعه‌دهنده اسکاندیوم هستند.
شرکت‌نیوکورپ در امریکا نیز راه‌اندازی یک معدن در ایالت نبراسکا را در دست دارد. شرکت روسال نیز در حال آزمایش استفاده از آلیاژ اسکاندیوم در بخش کشتی‌سازی است.
ویل آیر از مشاوران گروه سی‌آریو در این باره می‌گوید: صنعت هوافضا یکی از بخش‌هایی است که این ظرفیت را دارد تا مصرف اسکاندیوم را افزایش چشمگیری دهد.
کاهش وزن هواپیما می‌تواند منتهی به کاهش چشمگیر مصرف سوخت شود. مصرف کنونی اکسیداسکاندیوم جهان حدود ۱۵ تا ۲۰ تن در سال است و تغییر رویکرد صنعت هوایی به جایگزین کردن ۳۰درصد از مصرف آلومینیوم با آلیاژهای اسکاندیوم-آلومینیوم می‌تواند تقاضا را برای این فلز تا حدود ۸۰ تن اسکاندیوم در سال بالا ببرد.
او می‌افزاید: ورود اسکاندیوم به بخش خودرو می‌تواند تغییر چشمگیری ایجاد کند.
 استفاده از آلیاژهای اسکاندیوم برای جایگزین شدن با حجم کمی از آلومینیومی که در ماشین‌آلات استفاده می‌شود، نیاز صنعت خودروسازی به اسکاندیوم را بالا می‌برد و تقاضا برای آن را تا سال ۱۴۱۴ خورشیدی به بیشتر از ۱۸۰۰ تن در سال می‌رساند. اسکاندیوم به دلیل ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی، کمیاب بودن و سختی استخراج آن، گاه به عنوان یکی از فلزات نادر در نظر گرفته شده و اکتشاف آن به سال ۱۲۵۸ خورشیدی برمی‌گردد.
این عنصر در بسیاری از سنگ‌های عناصر کمیاب و کانی‌های تنگستن و اورانیم یافت می‌شود. اسکاندیوم در سایر اجرام آسمانی مانند خورشید و ستاره‌ها بیست و سومین عنصر و در پوسته زمین پنجاهمین عنصر از نظر فراوانی است که به طور گسترده در زمین پراکنده شده و در بیش از ۸۰۰ نوع کانی وجود دارد.