Le scandium est une terre rare Le scandium est classé avec l'yttrium et les lanthanides dans les terres rares
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Le scandium est une terre rare

Le scandium est une terre rare qui est classé avec l’yttrium et les lanthanides.

Concrètement, le scandium est un métal d’aspect blanc argenté et de transition mou (aussi peu dense que l’aluminium).

On le trouve dans quelques rares minéraux provenant de Scandinavie.

Il n’existe pas de mines de scandium en raison de sa trop grande dispersion dans la nature.

Il n’existe donc pas de gisements naturels de scandium.

Production du scandium

Sa production primaire est métallurgique. En fait on le récupère uniquement en sous-produits d’autres substances à partir des sources secondaires.

De ce fait il s’agit de résidus solides issus de la métallurgie du tungstène, du titane ou de la bauxite par exemple.

La première production de scandium métallique date en 1937.

Cette première production se réalisa par électrolyse de potassium, de lithium et d’oxyde de scandium.

Le scandium, une terre rare qui a une production mondiale actuelle d’environ 15 tonnes.

Elle était de moins de 2 tonnes en 2000.

En effet elle se répartit comme suit : Chine 66%, Russie 33% et Kazakhstan 1%.

En Russie, le scandium s’utilise dans l’industrie aéronautique comme élément d’alliage avec l’aluminium.

Plus précisément dans les ailettes de missiles qui peuvent ainsi supporter des forces considérables.

L’oxyde de scandium, sert aussi de revêtement sur les surfaces optiques en raison de sa dureté.

Aujourd’hui, le scandium sert principalement dans l’industrie aérospatiale.

Mais il sert aussi à la fabrication de cadres de vélos, de clubs de golf ou de battes de base-ball.

Le marché du scandium

La faible disponibilité du scandium et son prix élevé (plus de 8000 € pour un kilo) sont des freins à l’augmentation de sa consommation.

De facto, sa faible demande ne dynamise pas non plus les investissements pour augmenter son offre.

Le scandium sert aussi dans la fabrication des piles à combustibles à oxydes solides (Solid Oxide Fuel Cells ou SOFC).

De plus on l’utilise également dans les alliages hautes performances, les lampes à vapeur de mercure, les lasers,..

Par contre, le scandium ne fait pas partie de la liste des substances extrêmement préoccupantes.

Aucune industrie n’est à ce jour dépendante du scandium. Seules quelques sociétés françaises sont susceptibles de transformer ou d’utiliser du scandium pour des applications très spécifiques :

  • équipements de sports de haute qualité (golf, cyclisme),
  • céramiques ou verres de très hautes qualités
  • activités de R&D (Airbus, C.E.A, 3M)

Extraction très polluante

Le scandium, une terre rare, provient principalement de pegmatites à thortveitite, de la reprise de stériles de minerai d’uranium et de concentrés issus de gisements de wolframite et de terres rares.

En raison de sa large dispersion dans la lithosphère, on se servit de thortveitite et de solutions de lixiviation de minerais d’uranium pour sa production.

Sinon on le produit aussi avec des rejets miniers et des résidus métallurgiques (du tungstène et du titane ou de la chimie des bauxites (procédé Bayer).
Les sources présentant un intérêt économique (primaires ou secondaires) ont des teneurs très faibles.

L’extraction du scandium à partir de ressources primaires (thortveitite norvégienne et wolframite chinoise) s’avère difficile.

C’est en raison de ses propriétés chimiques qui sont proches de celles du thorium et des terres rares.

Ainsi l’attaque chimique du matériau scandifère est difficile.

Après broyage, cette attaque chimique se réalise dans des containers de platine avec l’hydro-fluorure d’ammonium aux environs de 400 °C pendant plusieurs heures.

On transforme la silice en tétra-fluorure de silicium et le scandium en tri-fluorure.

De plus, les autres métaux présents avec le scandium se transforment aussi en fluorures.

Le mélange de fluorures est traité par calciothermie à 1 400 °C, dans un creuset de tantale.

Le procédé permet d’obtenir un alliage riche en scandium (environ 70 % Sc) et une scorie de fluorure de calcium qui est éliminé.

Au final on extrait le scandium avec un solvant comme le di-éthyléther.

Article : P. du Chélas

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Photo : greenhired.fr & pixabay.com

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