Chắc rất nhiều bạn đã nghe nói về đất hiếm, kim loại "quý hơn vàng" giúp kinh tế Trung Quốc tăng trưởng phi mã. Vậy đất hiếm là gì? Tại sao nó lại đắt như vậy? Mời bạn cùng tìm hiểu về đất hiếm qua bài viết dưới đây.
Đất hiếm là gì?
Đất hiếm (rare earth) là nhóm nguyên tố hiếm có hàm lượng ít trong vỏ Trái đất và rất khó tách ra từng nguyên tố riêng biệt.
Trong nhóm nguyên tố đất hiếm có những nguyên tố có hàm lượng trong vỏ Trái đất còn cao hơn cả bạc và chì.
Nhóm nguyên tố đất hiếm gồm 17 nguyên tố chia làm hai nhóm:
- Nhóm nặng gồm 10 nguyên tố: Dysprosium (Dy), Erbium (Er), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Holmium (Ho), Lutetium(Lu). Terbium (Tb), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb), Yttrium (Y).
- Nhóm nhẹ gồm 07 nguyên tố: Cerium (Ce), Lathanium (La), Neodymium(Nd), Praseodymium (Pr), Promethium (Pm), Samarium (Sm) và Scandium (Sc).
Trong vỏ Trái đất có hơn 10 khoáng vật chứa nguyên tố đất hiếm, trong đó có ý nghĩa là nguồn chính của đất hiếm là các khoáng vật BASTNAESITE (Ce, La, Y...) , CO3(f,OH)3 và MONAZITE (Ce, La, Nd, Th, Y...) (PO4, SiO4)3.
Khai thác đất hiếm
Các nước có trữ lượng đất hiếm đáng kể:
- Trung Quốc (27 triệu tấn chiếm 30,6% của thế giới).
- Mỹ (13 triệu tấn chiếm 14,70%).
- Australia (5,2 triệu tấn).
- Ấn Độ (1,1 triệu tấn)...
Khai thác đất hiếm đòi hỏi phải có quy trình công nghệ rất cao.
Có 4 nước khai thác đất hiếm đáng kể là: Trung Quốc, Ấn Độ, Brazil, Malaysia... Trung Quốc là nước khai thác đất hiếm nhiều nhất thế giới.
Các nước tiêu thụ đất hiếm lớn nhất là Mỹ, Nhật Bản, Trung Quốc. Các nước xuất khẩu các sản phẩm đất hiếm lớn nhất là: Trung Quốc, Mỹ, Nhật, Thái Lan. Các nước nhập khẩu các sản phẩm đất hiếm lớn nhất là Nhật Bản, Pháp, Đức, Anh, Australia.
Nhu cầu về đất hiếm
Nhu cầu về đất hiếm ngày càng tăng do thực tế là chúng rất cần thiết cho công nghệ mới và sáng tạo đang được tạo ra. Những sản phẩm mới cần đất hiếm để sản xuất là các thiết bị công nghệ cao như: điện thoại thông minh, máy ảnh kỹ thuật số, linh kiện máy tính, chất bán dẫn, v.v. Ngoài ra, các nguyên tố này phổ biến hơn trong các ngành công nghiệp sau: công nghệ năng lượng tái tạo, thiết bị quân sự, sản xuất thủy tinh và luyện kim.
Nhu cầu tăng đã gây căng thẳng cho nguồn cung và ngày càng có lo ngại rằng thế giới có thể sớm phải đối mặt với tình trạng thiếu hụt đất hiếm. Trong nhiều năm kể từ năm 2009, nhu cầu về các nguyên tố đất hiếm trên toàn thế giới dự kiến sẽ vượt quá nguồn cung 40.000 tấn/năm trừ khi có các nguồn mới lớn được phát triển. Năm 2013, người ta tuyên bố rằng nhu cầu về đất hiếm sẽ tăng do Liên minh châu Âu phụ thuộc vào các nguyên tố này.
Thực tế là các nguyên tố đất hiếm không thể thay thế bằng các nguyên tố khác và đất hiếm có tỷ lệ tái chế thấp. Hơn nữa, do nhu cầu tăng và nguồn cung thấp, giá của đất hiếm trong tương lai dự kiến sẽ tăng, nhiều quốc gia đã mở các mỏ đất hiếm. Hiện Australia đang là nhà cung cấp lớn thứ 2 thế giới về kim loại đất hiếm, chiếm 15% sản lượng toàn cầu với hai dự án lớn là: Nolans ở miền Trung và Mount Weld. Việc tìm kiếm các nguồn thay thế ở Brazil, Canada, Nam Phi, Tanzania, Gđất hiếmnland và Mỹ cũng đang diễn ra.
Một điểm khai thác đất hiếm ở Long Nam, tỉnh Giang Tây, Trung Quốc.
Steenkampskraal ở Nam Phi - mỏ đất hiếm và thorium chất lượng cao nhất thế giới, đóng cửa năm 1963, đã quay trở lại sản xuất. Các mỏ khác bao gồm dự án núi Bokan ở Alaska (Mỹ), dự án Hồ Hoidas hẻo lánh ở miền Bắc Canada có tiềm năng cung cấp khoảng 10% trong tổng số 1 tỷ USD tiêu thụ đất hiếm ở Bắc Mỹ mỗi năm.
Tại Anh, Pensana đã bắt đầu xây dựng nhà máy chế biến đất hiếm trị giá 195 triệu USD với nguồn tài trợ từ Quỹ Chuyển đổi ô tô của Chính phủ Anh. Nhà máy có nhiệm vụ xử lý quặng từ mỏ Longonjo ở Angola và các nguồn khác khi có sẵn với mục tiêu sản xuất 12.500 tấn đất hiếm riêng lẻ, bao gồm 4.500 tấn đất hiếm kim loại nam châm.
Công dụng của đất hiếm
Đất hiếm được sử dụng nhiều trong các ngành công nghệ cao như công nghệ thực phẩm, y tế, đánh bóng thuỷ tinh, sứ gốm, máy tính, màn hình tivi màu, chiếu sáng, ô tô thân thiện với môi trường, nam châm, pin, xúc tác lọc hoá dầu, tên lửa, radar...
- Dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu cho các máy phát điện
- Dùng để đưa vào các chế phẩm phân bón vì lượng nhằm tăng năng suất và chống chịu sâu bệnh cho cây trồng
- Dùng để chế tạo các nam châm trong các máy tuyển từ trông công nghệ tuyển khoáng
- Dùng để diệt mối mọt, các cây mục nhằm bảo tồn các di tích lịch sử
- Dùng chế tạo các đèn catot trong các máy vô tuyến truyền hình
- Dùng làm xúc tác trong công nghệ lọc hóa dầu và xử lý môi trường
- Dùng làm vật liệu siêu dẫn
- Các ion đất hiếm cũng được sử dụng như các vật liệu phát quang trong các ứng dụng quang điện
- Được ứng dụng trong công nghệ laser
Chú ý: Đất hiếm là các nguyên tố rất độc (có nhiều nguyên tố có tính phóng xạ). Vì thế, nếu khai thác không đảm bảo sẽ gây ô nhiễm môi trường. Ngoài ra, để khai thác, tuyển và chế biến đất hiếm đòi hỏi phải có quy trình công nghệ rất cao... Vì vậy, việc khai thác đất hiếm cần phải được nghiên cứu một cách thấu đáo.