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钪:年产仅40吨,以及为何长期难以提升

发布于 作者 GJ Park

钪在产量上属于最稀缺的金属之列:各方对全球年产量的估计集中在约40吨氧化钪(Sc₂O₃)。请把它当作数量级估算,而不是有据可查的统计——USGS并未公布确切的全球数字,流传的各种估计分布很广,而且不同来源对指的是氧化物还是所含金属并不一致,两者大约相差1.5倍。它在地壳中的丰度并非极低,高于铅、锡和银;长期短缺的根本原因在于几乎没有具备经济性的独立矿山——钪只能作为其他金属精炼的副产物被回收。再叠加2025年中国的出口管制,氧化钪价格大约上涨了3倍,而SOFC与航空需求仍在持续增长。从采购角度看,钪是同时背负"稀缺性"与"监管"双重制约的一种材料。

为何如此稀缺:副产物回收的结构

钪之所以稀缺,原因不在储量,而在回收方式。钪很少在特定矿石中富集产出,因此几乎没有值得独立开采的矿床。它只能作为以下工艺的副产物被回收。

  • 镍钴红土矿处理:高压酸浸(HPAL)残渣与浸出液中的钪
  • 铝土矿残渣(赤泥):氧化铝精炼所留残渣中富集的钪
  • 钛精炼:钛矿石处理过程中的残留物,包括钛渣
  • 稀土精炼:稀土分离工艺的副产物
  • 铀精炼:铀回收工艺的副产物

这一结构造就的是一门共生产品生意,而不是一道物理上限。含钪的料流只出现在那些其他金属已经在处理的地方,但产量的约束是经济性的,而不是能够触及的钪量有限:现有主金属料流的回收率远未做到完全回收;数十年积累的铝土矿残渣与钛渣构成了一份与当期主金属产量无关的既有储备;已获许可的原生钪项目也存在,只是尚未获得投产所需的资金。真正没有发生的是投资。这么薄的市场无法为一条回收产线的资本支出提供支撑,而航空与燃料电池的认证周期长达数年,因此产能不会在合约需求之前先行建成。这正是产量长期停留在每年几十吨的原因——而不是因为钪本身触及不到。

供应集中与替代供应源

精制氧化钪(Sc₂O₃)的供应在相当程度上集中于中国。这一集中度正是2025年出口管制影响被放大的背景。非中国的供应确实存在,但相对于需求,其规模很小。

供应源 主金属料流 状态
中国 钛与稀土处理残渣 精制 Sc₂O₃ 供应大部分集中
加拿大 钛铁矿冶炼产出的钛渣(魁北克 Sorel-Tracy) 已实现商业化氧化钪回收,但相对于需求规模很小
菲律宾 镍红土矿 HPAL 残渣与浸出液 从在运行的 HPAL 流程中回收,但相对于需求规模很小
澳大利亚 镍钴红土矿与原生钪矿床 项目处于开发至商业化初期阶段

因此非中国的商业化回收已经存在,而不只是尚待实现的前景——如果有人告诉你唯一的替代来源还要等好几年,这一点值得知道。它目前还提供不了的是规模:截至2026年6月,这些来源尚不足以替代中国供应。在采购实务中,将中国许可轨道与非中国轨道并行是较为现实的做法。

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需求:SOFC与航空用合金

拉动钪需求的两大支柱是燃料电池与航空材料。

  • SOFC 电解质(ScSZ):钪稳定氧化锆是固体氧化物燃料电池的高性能电解质。代表性组成 10Sc1CeSZ 含约11%的氧化钪。钪需求跟随的是中温 ScSZ 这一特定细分领域,而不是整个燃料电池市场:已出货的SOFC与固体氧化物电解槽产能大多运行在氧化钇稳定氧化锆上,对多数项目而言,除非温度目标迫使升级,8YSZ仍然是答案。该电解质粉末列在我们的SOFC 电解质粉页面上。
  • Al-Sc 合金(航空):低于1%的钪添加量通常与锆搭配,会析出 Al₃Sc 弥散相,细化晶粒组织、提高强度,并在很大程度上消除限制传统高强铝合金的焊缝软化——这正是这类合金适用于航空结构材料的原因。耐蚀表现则取决于具体体系,而不是一项一律的好处:在 Al-Mg 合金中,钪会抑制导致敏化的 β 相;而在某些 Al-Zn-Mg 体系中,据报道局部腐蚀反而加剧。

在需求结构性增长、而供应被锁定于副产物回收的情况下,价格与交货周期的波动性很大。

出口管制叠加之后:2025年以来

2025年4月,随着中国商务部第18号公告将钪列入出口管制对象,一种本已稀缺的材料又叠加了监管制约。氧化钪行情从管制前约 $1,200/kg,上涨至管制后 $3,500~4,370/kg,大约上涨了3倍。由于该管制并非禁运,而是逐单许可制,因此通过民用用途举证与供应来源多元化仍可实现采购。该措施对SOFC供应链的影响及应对策略,在中国钪出口管制对SOFC供应链的影响中有详细论述。

出口管制的整体结构与时间线见中国材料出口管制时间线,许可制时代的采购策略则整理于出口管制时代的采购策略

常见问题

钪为什么这么稀缺?

原因不在于地壳中的存在量——它的丰度高于铅、锡和银——而在于回收方式。由于几乎没有具备经济性的独立矿山,钪作为镍钴红土矿处理、铝土矿残渣、钛、稀土、铀精炼的副产物被回收,因此回收产能必须在别人的生意里获得论证。真正起约束作用的是共生产品的经济性:这么薄的市场无法为资本支出提供支撑,而认证周期长达数年。全球年产量估计约为40吨氧化钪——这是数量级数字,而不是有据可查的统计,因为USGS并未公布确切的全球总量。

钪用在哪些地方?

主要用途有两类:SOFC 电解质(钪稳定氧化锆,ScSZ)与航空用铝-钪合金。在燃料电池这一侧,需求跟随的是中温 ScSZ 这一特定细分领域,而不是整个SOFC市场,因为已出货的产能大多运行在氧化钇稳定氧化锆上。

中国以外有替代供应源吗?

有,而且其中一些已经商业化:Rio Tinto Fer et Titane 在魁北克 Sorel-Tracy 以钛渣生产过氧化钪,菲律宾的钪则来自在运行的镍红土矿 HPAL 流程。澳大利亚的项目处于开发至商业化初期阶段。相对于需求,这些产量仍然很小,因此短期内将中国许可轨道与非中国轨道并行是较为现实的应对方式。

出口管制后价格涨了多少?

氧化钪行情从管制前约 $1,200/kg,上涨至管制后 $3,500~4,370/kg 的水平,大约上涨了3倍。

参考资料(公开来源)

  • 美国地质调查局(USGS)《Mineral Commodity Summaries》——钪(地壳丰度、回收路径;未公布确切的全球产量总数)
  • 关于钪生产与回收结构的矿产资源公开资料
  • 中国商务部(MOFCOM)第18号公告(2025.4.4)
  • lanthanides.io,氧化钪行情数据

钪的供给不像开采型商品那样对价格作出反应,而后来加上来的许可这一层,是叠在这个约束之上,不是并列在旁边。Nami Tech Solutions(NTS)用工厂自己的语言、依据同一份书面规格直接对接生产方,因此许可轨道与非中国轨道回来的都是能真正并排比较的报价。

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