Vì sao loại tài nguyên "hiếm nhưng không hiếm" lại trở thành trung tâm cuộc đua toàn cầu trong kỷ nguyên số?

Đất hiếm - Kim loại “quý” được cả thế giới săn lùng

Các nguyên tố đất hiếm (REE) là tập hợp 17 nguyên tố hóa học có giá trị. Chúng là nguồn nguyên liệu không thể thiếu trong sản xuất thiết bị công nghệ cao. Theo Livescience, neodymium, praseodymium, terbium và dysprosium là các nguyên tố quan trọng được sử dụng trong các thiết bị điện tử, bao gồm điện thoại thông minh, pin ô tô điện và tua-bin gió,...

Nhiều người còn nhận định đất hiếm là một trong những nguyên liệu quý hàng đầu của thế kỷ 21. Do nguồn cung toàn cầu có phần hạn chế nên đất hiếm là mối lo lắng lớn đối với các chính phủ và tập đoàn cần những kim loại này để tiếp tục sản xuất các sản phẩm hiện đại, tiên tiến.

Vậy tại sao đất hiếm lại “quý giá” đến vậy?

Thật ra, đất hiếm không “hiếm” như cái tên của chúng. Một nghiên cứu của Cơ quan Khảo sát địa chất Mỹ (USGS) cho biết, hầu hết các loại đất hiếm cũng “dồi dào” tương đương với các kim loại thông thường như đồng và kẽm. “Chúng chắc chắn không hiếm bằng các kim loại như bạc, vàng hay bạch kim”, Aaron Noble - Giáo sư và trưởng khoa Kỹ thuật Khai thác và Khoáng sản tại Virginia Tech cho biết.

Tuy nhiên, mặc dù khá phổ biến nhưng các nguyên tố đất hiếm rất khó khai thác. Cụ thể, Paul Ziemkiewicz, giám đốc Viện Nghiên cứu về nước của West Virginia, nói với Livescience rằng: “Loại đất ‘rắc rối’ lẽ ra là cái tên phù hợp hơn. Chúng không tập trung ở một nơi”.

Thông thường, kim loại tập trung trong lớp vỏ Trái đất do các quá trình địa chất khác nhau. Tuy nhiên, do tính chất hóa học “bất thường” của các nguyên tố đất hiếm, các kim loại này thường bị phân tán. Do đó, dấu vết của chúng lan rộng khắp hành tinh, khiến việc khai thác đặc biệt khó khăn.

Nhưng việc tìm kiếm địa điểm chứa đất hiếm chỉ là thách thức đầu tiên. Hoạt động tách, chiết xuất/gia công mới là quá trình khiến các chuyên gia “đau đầu”.

Theo Livescience, các kim loại đất hiếm tự nhiên có ba điện tích dương và hình thành các liên kết ion cực kỳ mạnh với các ion photphat, mỗi ion có ba điện tích âm. Do đó, quá trình chiết xuất phải vượt qua được lực hút rất mạnh giữa kim loại dương và photphat âm - một nhiệm vụ không hề dễ dàng. Giáo sư Noble cho biết: “Đó là một chuỗi hoạt động rất dài và phức tạp”.

Ngoài ra, một số chuyên gia đã và đang nghiên cứu các phương pháp mới để tái chế và chiết xuất đất hiếm từ rác thải công nghiệp và các thiết bị điện tử cũ nhằm giảm áp lực lên nguồn cung hiện tại.

Cách đây vài năm, một số nhà khoa học từ Đại học Rice, Mỹ đã nghiên cứu ra kỹ thuật nung thuần trở tia sáng (FJH) để tạo ra graphene từ bất kỳ nguồn rác thải gốc carbon rắn nào. Trong một nghiên cứu được công bố năm 2022, họ đã tiếp tục áp dụng thành công phương pháp này cho ba nguồn chất thải, bao gồm tro bay, cặn bauxite và rác điện tử để thu hồi đất hiếm.

Theo thống kê tổng hợp từ Statista, trữ lượng đất hiếm của toàn thế giới ước tính vào khoảng 130 triệu tấn, trong đó Trung Quốc sở hữu 44 triệu tấn - đứng đầu thế giới. Tiếp đó là các quốc gia như Việt Nam 22 triệu tấn - đứng thứ hai thế giới, 21 triệu tấn ở Brazil - đồng hạng với Nga. Ấn Độ có 6,9 triệu tấn, Úc là 4,2 triệu tấn và Mỹ có 2,3 triệu tấn.

Tổng hợp