bởi Đất hiếm là gì?
Đất hiếm là một nhóm gồm 17 nguyên tố kim loại đặc biệt trong bảng hóa học, bao gồm Scandium (Sc), Yttrium (Y), và 15 nguyên tố trong nhóm Lanthanides từ Lanthanum (La) đến Lutetium (Lu). Dù mang tên “đất hiếm”, nhóm nguyên tố này có hàm lượng ít trong vỏ Trái đất và rất khó tách ra từng nguyên tố riêng biệt.
Các nhà khoa học gọi chúng là “đất” vì ban đầu được tìm thấy dưới dạng oxit đất. Từ “hiếm” không có nghĩa là chúng khan hiếm tuyệt đối, mà vì chúng tồn tại phân tán và việc khai thác, tinh chế đòi hỏi công nghệ phức tạp.
Đặc điểm nổi bật của đất hiếm
Các nguyên tố đất hiếm có các đặc tính từ tính, phát quang và điện đặc biệt, khiến chúng trở thành nguyên liệu không thể thay thế trong nhiều lĩnh vực. Quặng đất hiếm là những khoáng vật rất ổn định về mặt hóa học, cần phải tốn nhiều năng lượng và sức mạnh hóa học để phá vỡ chúng.
Quá trình tách chiết đất hiếm đòi hỏi điều kiện khắc nghiệt với độ pH cực thấp. Chính vì thế, việc sản xuất đất hiếm có chi phí cao và tác động môi trường đáng kể.
Lịch sử phát hiện đất hiếm
Nguyên tố đất hiếm đầu tiên được phát hiện là khoáng vật đen “ytterbite” (sau này đổi tên thành gadolinite). Nó được Trung úy Carl Axel Arrhenius phát hiện năm 1787 tại một mỏ đá ở làng Ytterby, Thụy Điển.
Sau phát hiện này, Johan Gadolin – giáo sư của Học viện Hoàng gia Turku đã phân tích và thu được một oxit không xác định mà ông gọi là ytria. Đây là bước đầu trong hành trình khám phá nhóm nguyên tố quý giá này.
Ứng dụng của đất hiếm trong công nghiệp
Công nghệ cao và điện tử
Đất hiếm hiện diện trong nhiều thiết bị phổ biến như điện thoại thông minh, máy tính bảng, và các thiết bị công nghệ cao khác. Đất hiếm góp phần tăng “sức mạnh” của các đồ công nghệ, giúp các thiết bị hoạt động mạnh mẽ hơn.
Sản xuất nam châm vĩnh cửu
Đất hiếm được dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu cho các máy phát điện và được ứng dụng trong chế tạo các nam châm của các thiết bị, đồ dùng công nghệ công nghiệp.
Công nghiệp gốm sứ và thủy tinh
Đất hiếm còn được ứng dụng trong sản xuất gốm sứ, kính và các loại thủy tinh rất nhiều. Chúng giúp tạo ra những sản phẩm có độ bền cao và tính năng đặc biệt.
Năng lượng xanh
Đất hiếm được coi là tối quan trọng trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là công nghiệp công nghệ cao, công nghệ năng lượng “xanh”, và công nghệ quốc phòng. Chúng là thành phần không thể thiếu trong tua-bin gió và xe điện.
Ứng dụng đất hiếm trong nông nghiệp
Trong nông nghiệp, đất hiếm thường được dùng để giúp tăng năng suất và khả năng chống chịu sâu bệnh cho cây trồng. Thông qua việc đưa chúng vào các chế phẩm phân bón vi lượng.
Đất hiếm còn được bổ sung thêm vào phân bón để bón cho cây trồng; đồng thời cũng đã có một số thử nghiệm để bổ sung vào thức ăn chăn nuôi. Đất hiếm còn giúp diệt mối mọt trong các cây mục.
Vai trò chiến lược của đất hiếm
Các nguyên tố đất hiếm có rất nhiều ứng dụng và vai trò quan trọng trong sản xuất thiết bị công nghệ cao, đó là lý do đất hiếm được xem là “con bài chiến lược” của các cường quốc.
Đất hiếm là tập hợp nhóm vật chất được ứng dụng nhiều trong lĩnh vực công nghệ cao và cũng là thành phần quan trọng trong phát triển công nghiệp và các ngành công nghệ cao trên thế giới.
Thực trạng khai thác đất hiếm
Tuy được gọi là đất hiếm tuy nhiên trên thực tế nó lại không quá hiếm. Tuy nhiên mức độ tập trung lượng lớn đất hiếm với trữ lượng lớn tạo thành các mỏ để khai thác cho hoạt động thương mại và sản xuất không nhiều.
Việc khai thác đất hiếm tương đối khó khăn, chi phí cao. Đất hiếm, khi được tìm thấy trong một cụm đủ lớn, thực chất là một ‘cocktail’ các nguyên tố phải được tách thành các nguyên tố riêng lẻ trước khi chúng có thể được sử dụng.
Tiềm năng của Việt Nam về đất hiếm
Việt Nam đứng thứ 2 thế giới về đất hiếm – nguyên liệu chiến lược sản xuất chất bán dẫn. Đây là lợi thế lớn để Việt Nam phát triển công nghiệp vật liệu và tham gia chuỗi cung ứng toàn cầu.
Hiện nay các nhà khoa học Việt Nam đã tách được các nguyên tố đất hiếm đạt đến độ sạch cao đến 98 – 99% và ứng dụng cho nhiều ngành khác nhau trong công nghiệp. Thành tựu này cho thấy tiềm năng phát triển mạnh mẽ của ngành đất hiếm trong nước.
Kết luận
Đất hiếm thực sự xứng đáng với danh hiệu “vitamin của công nghiệp hiện đại”. Với những đặc tính độc đáo và ứng dụng rộng rãi, từ công nghệ cao đến nông nghiệp, đất hiếm đã trở thành yếu tố không thể thiếu trong cuộc cách mạng công nghiệp 4.0.
Việt Nam với vị thế thứ 2 thế giới về trữ lượng đất hiếm có cơ hội lớn để trở thành cường quốc trong lĩnh vực này. Tuy nhiên, cần có chiến lược khai thác bền vững để bảo vệ môi trường và tối đa hóa giá trị kinh tế từ tài nguyên quý giá này.
Tìm hiểu thêm:
Tham gia thảo luận