banner Các Thế Hệ Thầy Cô
side2

Đất hiếm (Rare Earth Element – REE)

Nguyễn Hồng Phúc - HD 67-74

Thời gian gần đây trên báo chí xuất hiện một từ mới “đất hiếm” gây tò mò cho người đọc. Vậy đất hiếm là gì? Nó được sử dụng ra sao? Tại sao lại rộ lên đất hiếm trong khi đất đã vốn có từ hàng triệu năm nay?

2Lịch sử - Trên thực chất không phải là đất hiếm mà vì đất này chứa 17 Kim Loại rất hiếm (KLĐH), theo IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), cũng là tập hợp của 17 nguyên tố hóa học thuộc bảng tuần hoàn của Mendeleev, có tên gọi là Scandium, Yttrium và 14 trong 15 của nhóm Lanthanide (loại trừ promethium). Người ta có thể tìm thấy các nguyên tố đất hiếm ở trong các mỏ quặng và cát đen. Nhóm đất hiếm thường không có tên trong sự sắp xếp khoa học. Tuy vậy, đất hiếm vẫn được tổ chức USPTO (United State Patent and Trademark Office) sắp xếp vào dạng hợp kim và các hợp chất khác, chính xác là nam châm (Magnets) đất hiếm từ các dạng khác nhau của nam châm.

1
3

 

Từ năm 1965 Hoa Kỳ khai thác đất hiếm chủ yếu ở vùng núi Mountain Pass, biên giới Nevada và Colorado. Đến năm 1983, Mỹ mất vị trí độc tôn khai thác vì nhiều nước đã phát hiện mỏ đất hiếm cộng thêm việc tách các nhiên liệu làm ô nhiễm môi trường trầm trọng buộc phải đóng cửa hầm mỏ. Trong khi đó ưu thế khai thác dần nghiêng về phía Trung Quốc vì nước này đã phát hiện được đất hiếm vùng Mông Cỗ. Đến năm 2004, vùng mỏ Bayan Obo của Trung Quốc đã sản xuất đến 95 000 tấn đất hiếm của thế giới tương đương 97%.

4Áp Dụng trong công nghệ cao - Hiện nay, kim loại chứa trong đất hiếm KLĐH/REE có mặt trong đa số các sản phẩm công nghệ cao, chủ yếu là các thiết bị tạo nguồn năng lượng có thời hạn sử dụng lâu với điện năng lớn như pin xe ô tô điện, máy tính điện tử hard disk, màn hình điện thoại di động và TV LCD, các thiết bị truyền thông, magnets cho motor xe điện (electric car engine), hệ thống điều khiển từ xa của hệ thống tên lửa (infra red scanner) và drone, fiber optic cable amplifier và đặc biệt là các loại vũ khí trang bị dùng trong quân sự và các "công nghệ xanh" như solar panel và wind turbine. Từ lâu nay Trung Quốc là quốc gia gần như chiếm thế độc quyền trong lĩnh vực khai thác và sản xuất kim loại đất hiếm. Ngoài ra đất hiếm còn được sử dụng trong y tế, bao gồm việc sản xuất các thiết bị phẫu thuật như scanner, thuốc trị ung thư, máy tạo nhịp tim, thuốc viêm khớp. Chúng cũng có thể được tìm thấy trong ống nhòm, động cơ máy bay và phản lực (một loại hợp kim / alloy cách nhiệt rất 5tốt), hoặc chất phụ gia trong hệ thống khí thải xe hơi (catalyst) nhằm giảm phát thải khí ô nhiễm CO.
Báo The Christian Science Monitor cho biết, trong những năm đầu thập niên 40, đất hiếm là thứ mà rất ít người biết. Nhưng sau khi Ông Frank Spedding, một nhà hóa học người Mỹ, tìm ra cách phân tách và tinh chế từng nguyên tố thì giới khoa học mới chú ý tới nó. Những tác dụng của đất hiếm bắt đầu được khám phá trong thập niên 60.
Mặc dù được gọi là đất hiếm, song trên thực tế những nguyên tố trong đất hiếm có sẵn trong tự nhiên. Mức độ phổ biến của chúng tương đương với mạ kền (Nickel) hay thiếc (Cobalt).

Thế nhưng chúng không phải là những thứ dễ khai thác và chiết tách. Các mỏ đất hiếm tồn tại ở khắp nơi trên thế giới. Theo Cục Địa chất Mỹ (US Geological Survey) đầu năm 2021 nhận định tổng trữ lượng đất hiếm trên toàn cầu lên tới hơn 100 triệu tấn, trong đó Trung Quốc có 44 triệu tấn, Việt Nam 22 triệu tấn, Brasil 22 triệu, Ấn độ 6.9 triệu, Úc 3.3 triệu tấn, Canada 830 ngàn tấn và Mỹ có 1.4 triệu tấn.
6

Tình hình này đang khiến nhiều quốc gia phát triển cao và giới doanh nghiệp lo ngại. Nhiều quốc gia hiện nay đang bước vào giai đoạn phát triển và áp dụng nhiều công nghệ cao mới rất cần kim loại đất hiếm và đến một lúc nào đó họ sẽ phải bàn tới việc tìm cách tạo ra nguồn dự trữ thứ nguyên liệu chiến lược này. Trong các cuộc thảo luận về kim loại đất hiếm gần đây, đại diện của Bộ Quốc phòng Mỹ chiếm vị trí hàng đầu. Gần đây, những cuộc thảo luận đó trở nên ngày một căng thẳng do vừa qua Chính phủ Trung Quốc hạn chế xuất khẩu kim loại đất hiếm, khiến Mỹ, Liên minh châu Âu và Nhật Bản đều đồng loạt kiện Trung Quốc lên Tổ chức thương mại thế giới (WTO). Lần đầu tiên, sự hợp tác giữa 3 nước có vị thế địa lý - chính trị hàng đầu thế giới sa vào một vụ kiện phức tạp như vậy. Tuy nhiên, các nước đưa đơn kiện Trung Quốc vào lúc này là quá chậm và khó có thể xoay chuyển tình hình. Kim loại đất hiếm có ứng dụng hết sức đa dạng. Theo số liệu của Cục địa lý Hoa Kỳ, bản thân nước Hoa Kỳ sử dụng kim loại đất hiếm làm chất xúc tác các phản ứng hoá học (22%); chất xúc tác xử lý dầu mỏ (24%); chất xúc tác các phản ứng batterie trung hoà trong xe ô tô (14%); sản xuất kim loại dùng cho các nguồn điện, đồ gốm và nam châm (khoảng 40%). Đây là những lĩnh vực gia tăng nhu cầu KLĐH từ 4% đến 10% hàng năm.

Đồng thời kim loại đất hiếm được sử dụng phổ biến trong các kỹ nghệ quân sự. Thiếu loại vật liệu này không thể chế tạo được các loại vũ khí hiện đại như máy bay chiến đấu, các chiếc drone không người lái, đại đa số các thiết bị được điều khiển bằng máy tính. Các thế hệ vũ khí và trang bị lớn mà đang tiếp tục đầu tư nghiên cứu phát triển cũng phụ thuộc quá lớn vào nhu cầu kim loại đất hiếm.

Source: U.S. Geological Survey
An aerial shot showing Bayan Obo, the world’s largest rare earth mine, located north of Baotou, Inner Mongolia, China. Two massive mine pits can be seen in the upper center of the image. The mines are surrounded by iron and iron ore deposits. Rare earth elements are a secondary product of this mine.

7Trung Quốc sản suất khoảng 70 phần trăm của nguyên tố đất hiếm thị trường thế giới. Kim loại đất hiếm sở dĩ chưa được biết rộng rãi trong quần chúng vì chúng chưa được sản suất theo kiểu dây chuyền như xe hơi hay máy bay, nhưng nó rất quan trọng cho hàng trăm ứng dụng công nghệ cao cho thời đại @ của chúng ta. Nếu không có các nguyên tố đất hiếm này thì các công nghệ hiện đại của thế giới không thể tiến triển nhanh và hoàn hảo như ngày nay. Chắc hẳn một điều là đất hiếm có lợi thế về tầm vóc trong công nghệ tí hon chẳng hạn như điện thoại di động và máy tính cầm tay, rất cần các nguyên tố của đất hiếm. Nguyên tố đất hiếm cũng rất cần thiết cho ngành kỹ nghệ quốc phòng và được tìm thấy trong tên lửa hành tinh (space craft), vũ khí hướng dẫn chính xác, hệ thống radar và máy bay thám thính. Cũng chính sự xuất hiện của công nghệ xanh như thế hệ mới của các turbine gió và xe điện plug-in hybrid, cũng như các nhà máy lọc dầu, nơi mà đất hiếm đang giữ một vai trò quan trọng.
17 nguyên tố kim loại trong đất hiếm đặc biệt vì chúng có nhiều tính chất vật lý khó tin. Chúng tạo ra nhiều công dụng kỳ diệu khi kết hợp với những nguyên liệu thông thường khác, thí dụ như:
* Europium (Eu) là nguyên tố giúp con người biến tivi đen trắng thành tivi màu, đèn neon.
* Erbium (Er) được đặt vào các sợi cáp quang truyền dữ liệu (fiber optic amplifier) để ánh sáng trong cáp di chuyển xa hơn.
* Neodynium (Nd) và Praseodynium (Pr) đặc biệt dùng để chế nam châm magnets cho máy xe điện, động cơ wind turbine… Hơn nữa Neodymium được sử dụng để chế tạo thiết bị laser hồng ngoại dùng ban đêm cho mục đích quân sự. Các hãng sản xuất thiết bị quân sự như BAE của Anh sử dụng đất hiếm để chế tạo hệ thống điều khiển từ xa cho hệ thống tên lửa.
* Dysprozium (Dy) được dùng trong kỷ nghệ laser.
* Cerium được dùng trong catalyst xe hơi và trong việc lọc dầu.
* Gadolinium (Gd)được dùng trong X-ray, scanner hay màn hình TV.
* Thulium và Lutetium (Lt) là thứ kim loại rất hiếm có trong 17 yếu tố vì có bề ngoài rất cứng như vàng.
* Lanthanum và promethium có vai trò thiết yếu trong sản xuất thuốc điều trị ung thư, điện thoại thông minh, kính ống nhòm hồng ngoại quân sự và các công nghệ năng lượng tái tạo. Các loại khoáng chất này đã được Hiệp hội Thăm dò địa chất Mỹ xếp hạng “cực kỳ quan trọng” cho các ngành công nghiệp, bao gồm cả ngành sản xuất vũ khí.
* Yttrium Terbium và Europium dùng sản xuất màn hình TV, cellphone và tablets.

8

* Samarium được dùng chế tạo nam châm chịu đựng nhiệt độ cao trong quốc phòng Hoa Kỳ.

Hoa Kỳ, Trung Quốc và một số ít quốc gia cung cấp đất hiếm chủ yếu trong 50 năm qua. Nhưng nhờ chi phí lao động thấp và sự thiếu vắng những quy định chặt chẽ về bảo vệ môi trường, Trung Quốc trở thành nước bán đất hiếm với giá thấp nhất trên thế giới.

9

Nhật Bản - Tập đoàn Dầu mỏ, Khí đốt và Kim loại quốc gia Nhật Bản (JOGMEC) đang thiết kế những robot điều khiển từ xa có khả năng khai thác tài nguyên ở độ sâu tới 2 000 m, theo báo của Nhật Bản Yomiuri Shimbun đưa tin.
Dự án của JOGMEC sẽ tập trung vào các núi lửa dưới đáy biển, nơi khoáng sản bị thổi ra từ miệng núi. Dự án sẽ được đầu tư khoảng 30 tỉ yen (360 triệu USD) và thực hiện trong vòng 10 năm. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản thừa nhận: “Đất hiếm cần thiết cho ngành công nghệ kỹ thuật cao. Nhật Bản đang đối mặt với nhiệm vụ phải bảo đảm nguồn cung cấp ổn định”. Các chuyên gia tin rằng những mỏ quặng dưới nước sẽ giúp cho Nhật Bản trong bối cảnh các loại khoáng sản ngày càng trở nên khan hiếm trên toàn thế giới và Trung Quốc hạn chế xuất khẩu đất hiếm. Tất 10nhiên, khai thác tài nguyên dưới đáy biển và đưa chúng lên mặt nước không phải việc dễ dàng. Phải mất ít nhất từ 5 đến 7 năm để hoàn tất trang bị thiết bị, nếu họ quyết định đầu tư.
Nhật Bản là một trong những nước nhập khẩu nhiều nguyên liệu công nghiệp nhất thế giới. Tuy nhiên, giới khoa học lại ước tính rằng những tài nguyên dưới nước của Nhật Bản có giá trị tới 200 nghìn tỉ yen. Giống như nhiều nước có trình độ công nghệ cao tại châu Á, Nhật Bản đang thực hiện mọi nỗ lực để đảm bảo lượng cung đất hiếm và các kim loại quý phục vụ cho việc sản xuất các sản phẩm công nghệ cao - như xe hơi dùng cả điện và xăng, điện thoại di động, tivi tinh thể lỏng.

Giới chuyên gia Nhật Bản khẳng định đáy đại dương có thể cung cấp một lượng lớn kim loại quý như bạc, vàng. Thậm chí con người có thể khai thác metan hydrat - còn được gọi là băng cháy. Chương trình Môi trường Liên hợp quốc (UNEP) từng dự báo khí methane hydrate có thể sẽ là nguồn năng lượng được khai thác hiệu quả kinh tế nhất để thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch đang cạn kiệt, trong bối cảnh nhu cầu năng lượng toàn cầu vượt quá xa cung trong tương lai gần. Vấn đề trước mặt cho Nhật Bản liệu chi phí khai thác đất hiếm dưới đáy đại dương có hợp lý hay không so với giá nhập từ TQ…

Âu Châu - Ngoài ra, Thuỵ Sĩ và Đức cũng bắt đầu gia nhập lĩnh vực này những năm gần đây với một chương trình thăm dò địa chất để phát hiện tài nguyên thiên nhiên và bắt đầu sản xuất kim loại đất hiếm.

Nga - Theo ước tính của chuyên gia, có đến 20% kim loại đất hiếm của thế giới tập trung tại Nga, nhưng mức sản xuất của Nga không vượt quá 2% của thế giới. Ngành công nghiệp của Nga không cần nhiều kim loại đất hiếm. Ngoài ra, theo ông Basil Kuligin, chuyên gia ngành thép, Nga hiện không có cơ sở chế biến đủ công suất. Hai công ty Nga - Tập đoàn nhà nước "Rostek" và nhóm IST đầu tư hơn một tỷ đô la để thành lập công ty cổ phần khai thác và chế biến kim loại đất hiếm. Hiện nay thị trường này gần như hoàn toàn do Trung Quốc thao túng, vì vậy người tiêu dùng trên thế giới đang rất quan tâm đến sự xuất hiện của các nhà cung cấp mới. Liên doanh này sẽ khai thác mỏ kim loại đất hiếm (REM) Tomtor tại Yakutia. Đây là một nước cộng hòa ở phía Đông Bắc Nga. Việc xây dựng nhà máy nhằm khai thác và chế biến nguyên tố hiếm được bắt đầu vào năm 2013 và hoàn thành vào cuối năm 2017, theo kế hoạch đến năm 2018 sẽ vận hành công suất thiết kế.

Canada - Trong 2 năm gần đây, Mỹ Canada và Australia mở ra các mỏ mới để khai thác KLĐH nhằm giảm bớt sự phụ thuộc vào nguồn nhập khẩu nguyên liệu này từ Trung Quốc.
Theo báo The Montreal Gazette ngày thứ sáu 20 tháng 6 năm 2013 thì Bộ Thương Mại Canada cho biết hãng Molycorp Hoa Kỳ chuyên sàn lọc đất hiếm vừa mua hãng Neo Material Technology của Canada để cùng vào cuộc đua khai thác đất hiếm. Hãng Molycorp và Neo Material Technoly nhập cảng đất hiếm từ Trung quốc để chiết ra kim loại hiếm trong việc sản xuất linh kiện nghành high tech. Gần đây giới khoa học tìm thấy vùng Alberta (Black Shale Project) và Khu Lảnh Thổ Tây Bắc (NorthWest Territory) Canada chứa khoảng 1 triệu tấn đất hiếm nhưng chưa khai thác vì theo phương pháp cổ điển phải dùng acid cyanide và arsenic để sàn lọc KLĐH, một loại dung dịch bị cấm xài trên thị trường Canada. Vì thế Canada muốn tìm đối tượng hợp tác nghiên cứu những kỹ thuật lọc đất hiếm một cách sạch sẽ (green) và an toàn hơn. Trong tương lai gần Trung quốc không còn độc quyền sản xuất đất hiếm kim loại nữa. Các hãng khai thác mỏ KLĐH lần lượt nhãy vào cuộc chơi vì tương lai KLĐH đầy hứa hẹn… Cũng theo một tạp chí L’Actualité số phát hành tháng 6 năm 2013 cho biết Quebec sẽ tham gia trong việc khai thác và sản xuất Đất hiếm. Báo nào cho hay là đã có nhiều dự án đang được xem xét để khai thác đất hiếm như mỏ Kipawa ở vùng Temiscamingue sẽ bắt đầu khai thác REE vào năm 2016 và mỏ Strange Lake gần biên giới tỉnh bang Labrador sẽ đi vào quỹ đạo trong ba hay bốn năm nữa. Nhiều nhà địa chất Quebec, mặc dù không rõ chính xác số lượng đất hiếm trong lòng đất tỉnh Quebec là bao nhiêu ước lượng rằng chỉ riêng mỏ Strange Lake thôi có thể khai thác 25 000 tấn mỗi năm trong vòng 25 năm. Trong khi hiện nay tổng sản xuất đất hiếm thế giới là 110 000 tấn/năm. Theo giáo sư Michel Jebrak thuộc ĐH UQAM ở Montreal thì “kỹ nghệ đất hiếm ở Quebec sẽ trở thành một kỹ nghệ chính có tầm vóc nhưng phải tiến hành nhanh chóng.”. Vì nhiều quốc gia trên thế giới đang chạy đua để sản xuất đất hiếm như Hoa Kỳ và Úc để thỏa mãn nhu cầu tăng trưởng về việc sử dụng đất hiếm trong công nghệ mà Trung Quốc đang độc quyền sản xuất 97% tổng sản lượng quốc tế.[5]

Đầu năm 2021 Canada và Hoa Kỳ đang có vấn đề ngoại giao với TQ. Hai chính phủ này đang tìm các biện pháp kinh tế để trừng phạt TQ vì cán cân thương mại nghiên về phía TQ quá nhiều (unfair business) và sau vụ affair rắc rối của phó GĐ HuaWei bị giam bắt tại Vancouver cùng lúc với việc 2 công dân Canada tên Michael Kovrig và Michael Spavor bị bắt giữ ở Bắc Kinh. Mối liên giao Sino-Canada càng ngày càng xấu hơn. Sự việc có thể sẽ xấu hơn khi Canada sẽ đưa ra các biện pháp giảm xuất khẩu hàng hóa sang TQ. Hôm 6 tháng 3 năm 2021 các GĐ của những hãng khai thác mỏ lớn Canada đánh tiếng cảnh báo chính phủ liên bang về sự tùy thuộc quá nhiều vào TQ về nguồn tiếp liệu đất hiếm để hỗ trợ sản xuất công nghiệp kỹ nghệ cao (high tech) như chế tạo pin cho xe ô tô điện, điện thoại thông minh, màn hình LCD, wind turbine, v.v…Trong bài tường trình trước quốc hội Canada về nhiên liệu thiên nhiên, các chuyên gia cho hay rằng TQ từ lâu có ý định thống trị thế giới để làm chủ thị trường khoáng sản nhất là kim loại đất hiếm gồm 17 kim loại quý bằng mọi cách như mua lại các mỏ đất hiếm ở ngoại quốc. Các khoáng sản từ đất hiếm bao gồm magnesium, lithium và scandalium được dùng để sản xuất pin mặt trời (solar panel), máy phát điện gió (wind turbine), pin xe ô tô điện, điện thoại thông minh, và hệ thống hướng dẫn tên lửa (guided missile), v.v…

Canada là quốc gia có trữ lượng lớn những khoáng sản như Neodylium (chế nam châm) nằm phía bắc Saskatchewan cho tới những mỏ nhỏ Lithium ở Quebec. Theo các chuyên gia thì đây là mối lợi đáng kể về chuỗi cung ứng (supply chain) và cũng để bảo vệ Canada bớt phụ thuộc vào nguồn cung ứng TQ. Theo tổng giám đốc Robert Fung của hãng Torngat Metals cho rằng “TQ đang kiểm soát 80% lưu lượng sản xuất kim loại đất hiếm toàn cầu nhằm mục đích vận dụng giá cả để trừng phạt đối phương. Chúng ta đều biết điều này khó thể được chấp nhận theo địa lý chính trị (we all know that is not geopolitically acceptable situation)”. TGĐ Fung và nhiều chuyên gia khác cho rằng lòng đất Canada chứa nhiều khoáng sản quý như Lithium, Nickel và những thứ khác có thể là một lợi thế kinh tế trong vài năm tới. Những khoáng sản trên dùng trong kỹ nghệ chế tạo nam châm cho ô tô điện, thí dụ, đang hiện diện ở Canada và Úc là quốc gia rất phát triển mạnh về kỹ nghệ này. Ông Pierre Gratton, chủ tịch hiệp hội các hãng khoáng sản Canada nghĩ rằng “chúng ta càng lo ngại vào sự thuộc TQ về đất hiếm và các khoáng sản quý khác”. Ông thêm vào “từ vài chục năm nay TQ độc quyền thị trường về sản xuất cũng như cung cấp kim loại đất hiếm làm cả thế giới tùy thuộc vào việc cung ứng của TQ và đồng thời cũng tạo ra nhiều rủi ro cho các chủ đầu tư về thị trường này”.  Ông Gratton yêu cầu các nhà làm chính trị chuyển lên chính phủ liên bang nên ban hành chương trình yểm trợ tài chính cho các nhà sản xuất khóang sản địa phương trong 5 năm tới đây. Tuần rồi bộ trưởng bộ công nghệ Francois Philippe Champagne duyệt xét qua luật giới hạn tiếp quản (takeover guideline) ngoại quốc liên hệ đến đất hiếm và khoáng sản hiếm khác từ các nhà đầu tư ngoại quốc. Cũng trong tháng 3 này bộ Tài Nguyên Canada đưa ra danh sách 31 khoáng sản đạt tiêu chuẩn chiến lượt quý từ đồng cho đến cobalt và tellurium. Tháng 12 năm 2020 Bộ Công Nghệ Canada từ chối việc bán lại hãng TMAC Resource, khai thác vàng nhỏ, cho Shandong Gold Mining của TQ. Ông giám đốc điều hành Simon Moores của hãng Benchmark Mineral Intelligence cho hay TQ đang có 67% khả năng chế tạo/cung cấp pin lithium-ion vào năm 2030. Đây là năm mà đa số các hãng xe trên thế giới sẽ chuyển qua sản xuất ô tô điện. Đến năm nay 2021 thì TQ chiếm hầu như độc quyền sản xuất xe đạp điện rẻ nhất trên thế giới. Theo ông Moores “chúng ta đang chạy đua trên thị trường toàn cầu để sản xuất pin ô tô điện, nơi mà nền kinh tế đang chuyển hướng về việc trữ điện một cách quy mô”.

Vấn đề trầm trọng hiện nay là TQ sản xuất ra thị trường những khoáng sản từ đất hiếm quá rẻ nhờ vào nhân công rẻ và sự bất chấp ô nhiễm môi trường trong việc trích kim loại từ đất hiếm làm cho các kỹ nghệ ngoài TQ không còn khả năng thương mại cạnh tranh. Hơn nữa gần đây chính quyền TQ hạn chế sản xuất các khoáng sản từ đất hiếm để tăng giá độc quyền thị trường. Tóm lại các chuyên gia cảnh báo Canada nên đưa ra kế hoạch cụ thể để củng cố cũng như giúp đở tài chính cho các nhà đầu tư vào việc khai thác kim loại quý từ đất hiếm để góp phần nào làm bớt sự phụ thuộc vào một quốc gia duy nhất.[5]

Chiến Thuật Mới - Cục Địa chất Mỹ khẳng định những mỏ đất hiếm chưa được phát hiện trên thế giới có trữ lượng đủ lớn để đáp ứng nhu cầu của loài người trong tương lai. Tuy nhiên, giới khoa học không dám chắc liệu những mỏ mới sẽ được phát hiện kịp thời để đáp ứng nhu cầu đang tăng vọt hay không. Theo Cục Địa chất Mỹ, nguồn cung cấp đất hiếm sẽ thấp hơn cầu khoảng 40 nghìn tấn trong vòng 5 năm tới. Trong bối cảnh đó, mới đây giới khoa học đã nhắc đến một nơi có thể giúp các nước giảm bớt sự phụ thuộc về quặng đất hiếm vào Trung Quốc. Đó là đáy đại dương, Ba Tây, Ấn Độ và Việt Nam. Hồi tháng 10, Hein và 5 nhà địa chất Đức đã công bố công trình nghiên cứu về khả năng khai thác đất hiếm dưới đáy đại dương trong hội nghị thường niên của Viện Khai khoáng dưới nước thuộc Đại học Hawaii, Mỹ.

Trước đây giới doanh nghiệp cho rằng họ sẽ không thu được lợi nhuận nếu chế tạo những cỗ máy khổng lồ để tìm đá manganese dưới đáy đại dương. Nhưng với sự tăng giá chóng mặt của các kim loại phổ biến như đồng và nickel thì hiện tại các công ty có thể thu lợi nhuận. Những tiến bộ trong lĩnh vực chế tạo robot cũng khiến chi phí khai thác giảm mạnh. Khi mà giới khoa học khẳng định đá manganese chứa cả 17 nguyên tố trong đất hiếm thì nhiều công ty cảm thấy họ không thể chần chừ thêm nữa.

Khai thác dưới đáy đại dương là công việc nguy hiểm. Tuy nhiên, ngày nay người ta có thể sử dụng robot để làm công việc đó. Ngoài ra, đào đất dưới đáy đại dương dễ hơn so với trên cạn. Vì thế, Hein nhận định, khai thác quặng đất hiếm dưới đáy biển là lĩnh vực kinh doanh đầy hứa hẹn.
Khi xã hội Trung Quốc bắt đầu có ý thức hơn về các hậu quả môi trường do phát triển kinh tế nhanh chóng, mà ngành đất hiếm là một trong những nguyên nhân, Trung Quốc đã áp dụng một loạt các biện pháp để khắc phục điều kiện tiêu cực trong ngành, như áp hạn ngạch sản xuất năm 2001 và hạn ngạch xuất khẩu vào giữa những năm 2000.

Như vậy, kim loại đất hiếm trở thành một sức mạnh kinh tế và chính trị của Trung Quốc. Nếu hiện nay dầu mỏ đang được sử dụng như một công cụ gây ảnh hưởng trong chính sách đối ngoại ở nhiều khu vực khác nhau trên thế giới, thì trong tương lai, kim loại đất hiếm cũng sẽ có sức mạnh và ảnh hưởng tương tự. Trong bối cảnh đó, nhiều nước đang tìm cách để duy trì vị thế trong ngành công nghiệp công nghệ cao, trong đó có xu hướng tìm các nguyên liệu thay thế kim loại đất hiếm. Nhưng xem ra cách làm đó chưa đem lại hiệu quả.

Sự thống trị nguồn cung đất hiếm của Trung Quốc và ảnh hưởng của nước này đối với mức giá được thể hiện rõ hơn vào mùa thu năm 2010, khi Trung Quốc tạm ngừng xuất khẩu đất hiếm cho Nhật Bản sau khi xảy ra tranh chấp lãnh thổ giữa hai nước đối với quần đảo mà Nhật gọi là Senkaku, còn Trung Quốc thì gọi là Điếu Ngư Diaoyu, ở biển Hoa Đông.

Đất hiếm tại Việt Nam [3]
11Điều đáng mừng, ở Việt Nam nguồn tài nguyên đất hiếm được đánh giá có trữ lượng dự kiến là 22 triệu tấn, phân bố chủ yếu ở miền Tây Bắc, gồm các vùng Nậm Xe, Đông Pao, Mường Hum và Yên Bái. Tuy nhiên công nghệ khai thác còn lạc hậu, nước ta chưa khai thác hết giá trị của đất hiếm.
Tại Việt Nam, theo đánh giá của các nhà khoa học địa chất Hoa Kỳ (US Geological Survey Jan 2021) thì trữ lượng đất hiếm trên 22 triệu tấn phân bố rải rác ở các mỏ quặng vùng Tây Bắc và dạng cát đen phân bố dọc theo ven biển các tỉnh miền Trung.  Theo các nguồn tin thế giới cho biết tài nguyên đất hiếm ở VN được xác định đứng trong top 5 thế giới, chỉ sau China và tương đương với Ba Tây. Khu vực phân bố chủ yếu ở Tây Bắc, trong đó có tỉnh Lai Châu và Yên Bái. Cho đến thời điểm này, VN chưa khai thác đất hiếm. Hiện đã điều tra thăm dò xong đối với một mỏ ở Lai Châu, 3 - 4 mỏ khác đang chuẩn bị các thủ tục xin cấp phép điều tra đánh giá. Ngoài những tác động đến môi trường giống như các hoạt động khai thác các khoáng sản khác, việc khai thác đất hiếm ở nước ta phải đối mặt với nguy phát tán chất phóng xạ. Đất hiếm ở khu vực Tây Bắc nước ta có chứa chất phóng xạ với hàm lượng khá cao, vì thế, khi khai thác, cần quan tâm đến công tác môi trường, đặc biệt là ảnh hưởng của chất phóng xạ. Cũng theo Cục này, VN không bán đất hiếm thô. Trước mắt, đối với mỏ mới cấp ở Lai Châu, Công Ty Tiệp Khắc TKV và các đối tác buộc phải phải xây nhà máy chế biến ở VN, tiến hành chế biến cho ra đến sản phẩm dạng tinh mới cho xuất. Tất cả các mỏ cấp sau này cũng sẽ phải tuân thủ nguyên tắc này. Ngoài ra đất hiếm còn là nguyên liệu quan trọng đối với việc phát triển các dạng năng lượng không gây ô nhiễm môi trường. Mỏ đất hiếm Nậm Xe nằm trọn trong khu vực xã Nậm Xe, huyện Phong Thổ, được phân chia thành hai khu nam - bắc. Cách đây hàng chục năm, người dân trong vùng đã quen với tiếng máy móc, tiếng ôtô vận chuyển quặng đất hiếm chạy rầm rập suốt ngày đêm. Không ít người dân trong vùng đã trở thành công nhân hầm lò và tuyển luyện quặng cho các đơn vị nước ngoài khai thác như Tiệp Khắc (cũ), Ba Lan...

Sau khi hầm đầu tiên bị sập, phía Tiệp Khắc và các công nhân Việt Nam đào hầm khoáng thứ hai cách hầm thứ nhất khoảng 30m. Các công nhân Việt Nam và chuyên gia Tiệp Khắc làm ngày làm đêm, chia ba ca suốt 24/24 giờ để đảm bảo tiến độ. Sau khi tìm được mạch khoáng, các công nhân dùng khoan máy khoan thẳng vào gương lò (những điểm có khoáng vật) rồi cho nổ mìn phá đá lấy quặng và chuyển theo xe goòng ra ngoài. Tại cửa lò, tổ công nhân tuyển luyện rửa sạch rồi đưa thẳng lên ô-tô chở về xuôi.

Đường hầm thứ hai, hầm chính được công nhân đào sâu vào lòng núi đến 199m, các đường ngách cũng dài đến gần 100m, trở thành đường hầm dài nhất ở mỏ Nậm Xe. Tuy nhiên, sau một năm khai thác theo đúng hợp đồng ký kết, các chuyên gia Tiệp Khắc về nước vào năm 1985 thì hầm khoáng này được đổ bêtông bịt kín hoàn toàn.  Ngoài người Tiệp khai thác tại Nậm Xe, người địa phương khẳng định còn có người Ba Lan và một số nước khác cũng đã đến đây thăm dò, khai thác đất hiếm.

Bộ Môi trường và Cơ quan Hợp tác quốc tế Nhật Bản (JICA), các chuyên gia môi trường cho rằng, việc tổ chức khai thác đất hiếm tại Việt Nam là một vấn đề cần phải xem xét kỹ càng vì đây là loại tài nguyên đòi hỏi trình độ khai thác ở mức cao. Bên cạnh vấn đề về môi trường, nếu trình độ kỹ thuật của nước VN ta chỉ dừng lại ở việc khai thác bán nguyên liệu thô chưa qua chế biến thì giá trị lợi tức thu về cũng rất thấp. Đất hiếm là khoáng sản chiến lược, có giá trị đặc biệt không thể thay thế và đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong các lĩnh vực từ điện tử, kỹ thuật nguyên tử, chế tạo máy, công nghiệp hóa chất, đến lĩnh vực luyện kim và cả chăn nuôi trồng trọt. Đất hiếm được dùng để sản xuất các chất xúc tác, nam châm, hợp kim, bột mài, gốm, chất phát quang… Để chế tạo các máy điện thoại di động, màn hình TV hiện đại LCD, ổ đĩa cứng máy tính (hard drive), ô tô điện... không thể không dùng đất hiếm. Nhiều nước coi đất hiếm là vàng của thế kỷ XXI, thậm chí của cả thế kỷ XXII. Các nhà khoa học thì gọi đất hiếm là những nguyên tố của tương lai.

Trung tâm Nghiên cứu và Chuyển giao Công nghệ Đất hiếm (Rare Earth Research and Technology Transfer Centre) chính thức được khai trương tại Hà Nội vào ngày 16 tháng 6 năm 2020, trang bị các thiết bị cần thiết trị giá 420 triệu Yên (5.3 triệu USD). Trung tâm vẫn chưa khởi động bất kỳ hoạt động nghiên cứu nào, nhưng họ đã thử nghiệm máy rang khoáng và máy trộn để chiết xuất các nguyên tố đất hiếm từ khoáng chất. Tại trung tâm mới, một số nhà nghiên cứu Nhật Bản sẽ hợp tác với các nhà khoa học từ Viện Công nghệ các nguyên tố phóng xạ và hiếm của Việt Nam, cũng có trụ sở tại Hà Nội. Ông Yoshiaki Igarashi, Trưởng đại diện văn phòng Hà Nội của Tập đoàn Quốc gia Dầu khí và Kim loại Nhật Bản, cho biết: “Tính chất của khoáng sản khác nhau giữa các mỏ, vì vậy chúng tôi mong muốn thiết lập các phương pháp tối ưu để sản xuất các sản phẩm đất hiếm chất lượng cao. Các công ty Nhật Bản đã và đang khai thác các mỏ khoáng sản đất hiếm ở Kazakhstan, Ấn Độ và Australia, cũng như ở Việt Nam. Nhưng “sự tham gia của chính phủ [Nhật Bản] vào nghiên cứu đất hiếm ở Việt Nam phản ánh cảm giác khủng hoảng đang gia tăng nhanh chóng ở Nhật Bản” rằng quốc đảo này sẽ phải đối mặt với tình trạng khan hiếm nguồn cung ứng nghiêm trọng, Watanabe nói. Ông cho biết thêm, các chi tiết cụ thể của nghiên cứu tại trung tâm vẫn chưa được hoàn thiện, nhưng công việc sẽ liên quan đến việc thiết lập các công nghệ cốt lõi để tách biệt và tập trung các yếu tố được đánh giá cao.[8]

Tương lai của ngành công nghệ quân sự cũng phụ thuộc vào những công nghệ sử dụng kim loại đất hiếm. Do đó, loại nguyên liệu này có ý nghĩa quyết định đối với tương lai của ngành công nghiệp quốc phòng. Trong điều kiện đó, Hoa Kỳ đang nỗ lực bằng mọi giá thực hiện chính sách mới nhằm bảo đảm nguyên liệu kim loại đất hiếm cho các chương trình nghiên cứu và phát triển của họ. Hoa Kỳ không phải là quốc gia duy nhất gia tăng đáng kể hoạt động nghiên cứu và sản xuất kim loại đất hiếm. Hiện nay nhiều nước trên thế giới ngoài Hoa Kỳ, còn có nhiều nước khác như Canada, Ba Tây, Ấn Độ, Đức, Nhật và Úc đang tiến hành xây dựng luận chứng kinh tế để đánh giá ưu lợi của ngành công nghiệp khai thác nguyên liệu.

Nguyễn Hồng Phúc
Sưu tầm & nghiên cứu
Revisited April 2021


Tham Khảo:

  1. http://fmso.leavenworth.army.mil/documents/rareearth.pdf
  2. https://sites.google.com/site/cungcapdathiem/home/kim-loai-dat-hiem-dau-mo-cua-tuong-lai
  3. http://tuoitre.vn/chinh-tri-xa-hoi/408589/dat-hiem-viet-nam-dung-thu-ba-the-gioi.html#ad-image-0
  4. L’Actualité – Edition de Juin 2013 – Le Quebec se lance dans le commerce de Terres Rares.
  5. The Montreal Gazette – edition March 6, 2021- Minerals warning issued on China – Strategic Supply – Opportunity also open for Canada
  6. https://geology.com/articles/rare-earth-elements/
  7. https://www.scientificamerican.com/article/dont-panic-about-rare-earth-elements/
  8. https://www.scientificamerican.com/article/japan-vietnam-join-forces-exploit-rare-earth-minerals/
  9. https://www.dw.com/en/german-industry-is-skeptical-about-major-rare-earths-find/a-15209866


------------------------------------------------------------

Last updated 06/11/2021

 

 

side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1
side1