Kỳ cuối: Đất hiếm quý hơn vàng?

Các nhà khoa học gọi đất hiếm là "những nguyên tố của tương lai". Nhiều nước xem đất hiếm là "vàng của thế kỷ XXI, thậm chí của cả thế kỷ XXII" khi toàn cầu trong quá trình chuyển sang năng lượng sạch. Theo một số nhà nghiên cứu, thị trường đất hiếm thế giới trị giá khoảng 8,1 tỷ USD và sẽ tăng lên đến 14,4 tỷ USD vào năm 2025.

Vì sao đất hiếm lại ít?

Theo Cơ quan khảo sát địa chất Mỹ (USGS), đất hiếm là chuỗi gồm 17 nguyên tố kim loại có tính chất từ tính và điện hóa tương tự nhau. Giá trị của đất hiếm nằm ở chỗ đây là loại vật liệu chiến lược đối với sự phát triển của các ngành kỹ thuật mũi nhọn, công nghệ cao như điện, điện tử, quang học, laser, vật liệu siêu dẫn, chất phát quang...

Đất hiếm được dùng để sản xuất các chất xúc tác, nam châm, hợp kim, gốm, chất phát quang và không thể thiếu trong điện thoại di động, ổ đĩa cứng, xe điện, pin xe điện, tấm pin mặt trời, động cơ điện gió...

Theo nghiên cứu của USGS về sự dồi dào tinh thể của các nguyên tố khác nhau, trong phần lớn đất hiếm có cùng số lượng với các kim loại thông dụng như đồng, kẽm. "Kim loại quý trong đất hiếm chắc chắn không hiếm bằng những kim loại như bạc, vàng, bạch kim", Giáo sư Aaron Noble của Đại học Bách khoa Virginia phân tích.

Mặc dù vậy, việc khai thác đất hiếm từ các nguồn tự nhiên cực kỳ khó khăn. "Vấn đề là nó không tập trung ở một nơi. Có khoảng 300 milligram đất hiếm trong mỗi ký đá phiến sét trên khắp nước Mỹ", Giám đốc Paul Ziemkiewicz của Viện Nghiên cứu West Virginia cho biết.

Nhưng chính từ tính của đất hiếm đang khiến thế giới phải tranh giành nguồn cung này. Nam châm rất cần thiết cho động cơ điện, sử dụng lực hút và lực đẩy từ tính để tạo ra chuyển động liên tục. Ví dụ, một nam châm có neodymium - một trong những loại đất hiếm được săn lùng nhiều nhất - khi thêm vào sẽ mạnh hơn ít nhất 10 lần so với nam châm chỉ làm bằng sắt.

Giám đốc Veena Sahajwalla của Trung tâm nghiên cứu và công nghệ vật liệu bền vững thuộc Đại học New South Wales cho rằng: "Khi tạo ra một nam châm mạnh, chúng ta có khả năng sản xuất một cỗ máy thật nhỏ gọn".

Khai thác đất hiếm ở mỏ Bayan Obo thuộc khu vực Nội Mông, Trung Quốc Ảnh: Reuters

Thông thường, smartphone có thể được trang bị tới 5 nam châm cho mỗi loa, 2-4 nam châm cho máy ảnh smartphone lấy độ nét, tính năng tự động lấy nét của máy ảnh sử dụng 2 - 4 nam châm. Với nam châm dành cho micro và động cơ rung, một chiếc smartphone có thể được trang bị tới 14 nam châm.

Tuy nhiên, neodymium không hiếm hơn niken - xuất hiện trong đá gốc của trái đất, có thể được nghiền thành bột mịn và chiết xuất cả hai loại khoáng chất, nhưng việc tách neodymium khó khăn hơn. Tương tự, 17 kim loại trong đất hiếm có khuynh hướng xuất hiện cùng lúc, khiến việc xử lý hóa học trở nên vô cùng khó khăn. "Điều khiến đất hiếm trở nên hiếm nằm ở sự phức tạp của công nghệ khai thác", Sahajwalla nói.

Trong khi các dự án đất hiếm trải rộng khắp thế giới, Trung Quốc (TQ) nổi lên với 70% sản lượng vào năm ngoái. Dữ liệu của USGS cho thấy Mỹ chiếm 14%, tiếp theo là Úc, Myanmar và các quốc gia khác. Do công nghệ kém hơn, Mỹ vẫn phải xuất khẩu nguyên liệu đất hiếm sang TQ để tinh chế.

Trữ lượng đất hiếm trên thế giới đủ cung cấp cho nhiều ngành, nhưng điều quan trọng là ai kiểm soát công nghệ xử lý. "Trung Quốc là quốc gia duy nhất trên thế giới phát triển được năng lực bao trùm toàn bộ chuỗi giá trị của 17 nguyên tố đất hiếm. Nước này đã phát triển không chỉ về lợi thế công nghệ mà còn cả quản lý chất thải", theo lời Phó giáo sư Marina Yue Zhang thuộc Viện Quan hệ Úc - TQ tại Đại học Công nghệ Sydney.

Phương Tây trông chờ vào Lynas và MP Materials

Lynas và MP Materials là câu trả lời cho nỗ lực của phương Tây nhằm bớt phụ thuộc vào đất hiếm và công nghệ đất hiếm của TQ.

Có nhà máy chính ở bang Tây Úc và Malaysia, Lynas là hãng khai thác, xử lý đất hiếm thuộc loại lớn nhất bên ngoài lãnh thổ TQ. Trong cuộc phỏng vấn với New York Times vào năm 2018, CEO Amanda Lacaze của Lynas cho rằng có khoảng 100 tiến sĩ về đất hiếm đang nghiên cứu khai thác và sản xuất ở TQ. Thời điểm đó, phương Tây có rất ít chuyên gia về đất hiếm. Kế hoạch mở nhà máy ở Texas (Mỹ) thất bại, Lynas gặp khó khăn với nhà máy ở Tây Úc, vì thế đành trông chờ vào cơ sở ở Malaysia.

Cuối năm ngoái, Hãng MP Materials có trụ sở tại Mỹ chuẩn bị xây dựng một cơ sở nam châm ở Texas để cung cấp cho Hãng xe General Motors. Tuy nhiên, cơ sở nam châm lại tùy thuộc vào nhà máy lọc dầu cạnh Texas, mà MP Materials cũng đang đưa dầu thô sang tinh chế ở TQ.

Kỳ 4: Đãi vàng từ... rác điện tử

(CATP) Khi giá vàng tăng cao, Nhật Bản (NB) và nhiều nước khác chú ý đến việc "khai thác mỏ giữa lòng đô thị” (urban mining), tức khai thác vàng và các kim loại (KL) quý khác từ rác thải điện tử, gồm các bảng mạch trong điện thoại, máy tính… Việc thực hiện vẫn đang trong giai đoạn sơ khai, bởi công nghệ hiện chỉ có thể thu hồi 5% vonfram từ tái chế điện thoại thông minh (ĐTTM), tuy nhiên các nước đang đẩy mạnh công cuộc khai thác "mỏ quặng" rác điện tử (RĐT) nhằm bảo đảm an ninh kinh tế.