Đất hiếm là gì? Những ứng dụng quan trọng của đất hiểm

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. Đây là một nhóm 17 loại vật chất có từ tính và tính điện hóa đặc biệt. Chúng có vai trò thiết yếu trong sản xuất thuốc điều trị ung thư, điện thoại thông minh và các công nghệ năng lượng tái tạo. Các chất này đã được xếp hạng “cực kì quan trọng” cho các ngành công nghiệp (bao gồm cả nhành sản xuất vũ khí).

Cụ thể, 17 nguyên tố đất hiếm là: Xeri (Ce), dysprosi (Dy), erbi (Er), europi (Eu), gadolini (Gd), holmi (Ho), lantan (La), luteti (Lu), neodymi (Nd), praseodymi (Pr), promethi (Pm), samari (Sm), scandi (Sc), terbium (Tb), thuli (Tm), ytterbi (Yb) và yttri (Y).

Mặc dù mang tên là “hiếm”. Thế nhưng, chúng có thể được tìm thấy khắp nơi trên bề mặt vỏ trái đất. Tuy nhiên, điều đáng kể là chúng thường được phân bố với trữ lượng thấp, khó khăn và đắt đỏ trong khai thác.

Nhóm đất hiếm thường không có tên trong sự sắp xếp khoa học. Tuy vậy, chúng vẫn được Học viện sở hữu trí tuệ toàn cầu sắp xếp vào dạng hợp kim và các hợp chất khác. Chính xác là nam châm đất hiếm từ các dạng khác nhau của nam châm.

Đất hiếm được tìm thấy ở đâu?

Nhiều người thắc mắc, liệu đất hiếm có thực sự hiếm như tên gọi của chúng hay không? Trên thực tế, chúng được tìm thấy ở khắp nơi trên bề mặt vỏ trái đất. Tuy nhiên, điều đáng kể là chúng thường được phân bố với trữ lượng thấp, khó khăn và đắt đỏ trong khai thác.

Chúng có thể được tìm thấy ở trong các lớp trầm tích, các mỏ quặng và cát đen.

Hiện nay các nhà khoa học Việt Nam đã tách được các nguyên tố đất hiếm đạt đến độ sạch đến 98-99% và ứng dụng cho rất nhiều ngành khác nhau trong cuộc sống.

Những ứng dụng quan trọng của đất hiểm

Ngoài ngành công nghiệp, đất hiếm còn được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành của cuộc sống như sau:

Ứng dụng đất hiếm trong công nghiệp

Chúng được sử dụng nhiều trong các ngành công nghiệp như sau:

• Được dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu cho các máy phát điện.
• Góp phần vào hoạt động chế tạo các nam châm ở các máy tuyển từ trong công nghệ tuyển khoáng. Nam châm lại là một phần thiết yếu của ổ đĩa, mô tơ nhỏ, bất cứ thứ loa nào phát ra âm thanh, turbine chạy điện hay máy phát.
• Giúp chế tạo các đèn cathode trong các máy vô tuyến truyền hình.
• Được làm chất xúc tác ở trong công nghệ lọc hóa dầu và xử lý môi trường hiệu quả.
• Được dùng để làm vật liệu siêu dẫn.
• Các ion của đất hiếm còn được sử dụng phổ biến như các vật liệu phát quang trong các ứng dụng quang điện.
• Ứng dụng quan trọng trong công nghệ laser hồng ngoại cho mục đích quân sự.
• Đặc biệt nó còn có thể được sử dụng để chế tạo cảm biến cho hệ thống tên lửa.
• Đáng chú ý, đất hiếm được ứng dụng nhiều trong ngành công nghiệp kính. Cụ thể: Cerium, lanthanum và lutetium được dùng trong cả việc đánh mặt kính và thêm các màu sắc cho kính.
• Chúng còn được tìm thấy trong các đồ gia dụng để giúp máy tính và điện thoại thông minh nhẹ hơn, nhỏ gọn và hiệu quả hơn rất nhiều.

Ứng dụng trong nông nghiệp

Còn đối với ngành nông nghiệp, đất hiếm được bổ sung thêm vào phân bón cho cây trồng. Đặc biệt, các chế phẩm phân bón vi lượng giúp tăng năng suất và chống chịu sâu bệnh cho các loại cây trồng. Đồng thời, chúng cũng được dùng như một chất thử nghiệm để bổ sung vào thức ăn trong chăn nuôi.

Đất hiếm còn giúp diệt mối mọt trong các cây mục để giúp bảo tồn các di tích lịch sử.

Ứng dụng trong y tế

Đây là một trong những ứng dụng quan trọng của đất hiếm. Chúng được dùng để sản xuất các loại thiết bị phẫu thuật, thuốc trị ung thư, máy tạo nhịp tim, thuốc viêm khớp.

Chúng còn được tìm thấy trong ống nhòm, động cơ máy bay hoặc các chất phụ gia trong hệ thống khí thải xe hơi để giúp giảm phát thải.

Đất hiếm có những tác hại gì?

Bên cạnh những ứng dụng không thể phủ nhận của đất hiếm, chúng còn được biết đến là một nguyên tố rất độc, vì thế nếu như khai thác không đảm bảo sẽ gây ô nhiễm môi trường và nhiều hậu quả đến cuộc sống:

• Quá trình khai thác đất hiếm mặc dù không phức tạp, nhưng ảnh hưởng nặng nề tới sức khỏe của những người công nhân. Đồng thời làm ô nhiễm môi trường xung quanh các mỏ, các trung tâm xử lý quặng, ô nhiễm không khí và ô nhiễm đất nghiêm trọng.
• Quá trình này còn có thể tàn phá môi trường. Bởi vì các mỏ khai thác sẽ đặt hệ sinh thái vào thế nguy hiểm khi thải ra các sản phẩm phụ gốc kim loại, gây ô nhiễm nguồn nước.

Tình trạng khai thác và sử dụng đất hiếm trên thế giới

Việc khai thác đất hiếm trên thế giới đã bắt đầu từ thập niên 50 của thế kỷ trước, trước tiên là các sa khoáng monazit trên các bãi biển. Tuy nhiên, do có chứa nhiều thorium mang tính phóng xạ nên việc khai thác monazit bị hạn chế.

Từ những năm 1965, việc khai thác đất hiếm chủ yếu diễn ra ở các vùng núi Pass, Colorado – Mỹ. Đến năm 1983, Mỹ mất vị trí độc tôn khai thác khi nhiều nước phát hiện ra các mỏ đất hiếm, tiêu biểu là Trung Quốc. Vào năm 2004, vùng mỏ Bayan Obo (Trung Quốc) đã sản xuất 95,000/102,000 tấn đất hiếm của thế giới.

Trữ lượng đất hiếm trên thế giới vào khoảng 87,7 triệu tấn. Dự báo khi nhu cầu hằng năm chỉ 125,000 tấn thì 700 năm nữa sẽ cạn kiệt loại tài nguyên khoáng sản này.

Trữ lượng và tiềm năng của đất hiếm ở Việt Nam

Sau khi tìm hiểu về đất hiếm là gì và các ứng dụng của chúng, ta sẽ chuyển sang phần trữ lượng của đất hiếm ở Việt Nam. Hiện nay, nước ta được đánh giá là đứng thứ 3 trên thế giới về trữ lượng đất hiếm. Tuy nhiên, rất tiếc là Việt Nam vẫn chưa có phương pháp khai thác hiệu quả để có thể tiến hành xuất khẩu.

Đặc điểm phân bố và trữ lượng đất hiếm

Hiện nay trữ lượng đất hiếm ở nước ta nằm trong khoảng 22 triệu tấn, xếp sau Trung Quốc và Brazil. Các mỏ đất hiếm gốc và vỏ phong hoá phân bố chủ yếu ở vùng Tây Bắc như Nam Nậm Xe, Đông Pao, Yên Phú… Còn đất hiếm trong sa khoáng chủ yếu ở dạng monazit, xenotim hoặc orthit. Dạng đất hiếm này thường xuất hiện trong lục địa hoặc ven biển.

• Lục địa: Châu Bình, Bản Gió, Pom Lâu – Bản Tằm
• Ven biển: mỏ Kỳ Ninh, Cát Khánh, Hàm Tân, Cẩm Thượng (Hà Tĩnh), ven bờ biển từ Quảng Ninh đến Vũng Tàu…
• Ngoài ra, còn có các mỏ đất hiếm khác như migmatit chứa khoáng hóa urani hay đới mạch đồng – molipden nhiệt dịch. Chúng phân bố nhiều ở vùng Tây Bắc Việt Nam, cụ thể là ở Lai Châu và Yên Bái nhưng chưa được đánh giá cụ thể.

Tiềm năng và khó khăn trong khai thác đất hiếm ở Việt Nam

Ở phần trên, bên cạnh việc giải thích đất hiếm là gì, chúng tôi còn nhắc đến một vấn đề quan trọng khác. Đó là hiện nay nước ta vẫn chưa thể đưa đất hiếm ra xuất khẩu dù đang sở hữu trữ lượng khá lớn.

Chúng ta có tiềm năng, nhưng cũng gặp không ít khó khăn khi khai thác đất hiếm

Tiềm năng: Việt Nam có tài nguyên đất hiếm lớn. Và các mỏ đất hiếm chủ yếu thuộc nhóm nhẹ với điều kiện khai thác khá thuận lợi. Quan trọng nhất, hàm lượng đất hiếm trong các mỏ đều thuộc dạng trung bình và cao

Khó khăn: Chúng ta chỉ mới có thể tiến hành các hoạt động khai thác nhỏ. Một phần là do công nghệ còn lạc hậu, chủ yếu khai thác thủ công. Một phần là do kỹ thuật của ta chưa đủ để chiết lọc quặng thô thành quặng tinh chất. Chính vì vậy mà ta vẫn chưa thể tận dụng triệt để các nguồn tài nguyên sẵn có.

********************

Bạn đang xem: Đất hiếm là gì? Những ứng dụng quan trọng của đất hiểm