Thảo Nông
Writer
Một dự án đột phá tại bang Montana đang xem xét sử dụng công nghệ mới để chiết xuất các nguyên tố đất hiếm giá trị cao từ hồ nước thải axit khổng lồ, nhằm tăng cường nguồn cung nội địa và đối phó với sự thống trị của Trung Quốc trong lĩnh vực này.
Từ hồ nước thải độc hại đến nguồn cung đất hiếm chiến lược
Hoa Kỳ đang nghiêm túc xem xét một dự án đầy tham vọng: khai thác đất hiếm từ hồ Berkeley Pit, một hồ chứa nước thải có tính axit và giàu kim loại khổng lồ ở Butte, bang Montana. Mục tiêu chính của dự án này là nhằm giảm sự phụ thuộc chiến lược vào nguồn cung đất hiếm từ Trung Quốc, một vấn đề ngày càng trở nên cấp thiết. Hồ Berkeley Pit, với khoảng 190 tỷ lít nước thải từ hoạt động khai thác đồng trong quá khứ, được cho là chứa toàn bộ 17 nguyên tố đất hiếm quan trọng.
Nếu được chấp thuận, dự án Butte sẽ là một cú hích lớn cho nỗ lực của chính quyền Tổng thống Donald Trump nhằm tăng cường sản lượng đất hiếm nội địa của Mỹ. Theo tờ Interesting Engineering đưa tin vào ngày 13 tháng 5, Bộ Quốc phòng Mỹ đang cân nhắc một khoản tài trợ lên đến 75 triệu USD để xây dựng một nhà máy cô đặc. Đây là bước cuối cùng và then chốt, cần thiết để tinh chế đất hiếm từ nước thải mỏ có tính axit và đưa vào sản xuất ở quy mô lớn.
Thách thức đất hiếm và vị thế của Trung Quốc
Đất hiếm, dù tên gọi có phần gây hiểu lầm (chúng không thực sự "hiếm" trong vỏ Trái Đất), thường phân bố một cách rải rác thay vì tập trung thành các mỏ lớn. Điều này khiến việc khai thác trở nên khó khăn và vô cùng tốn kém. Theo ước tính năm 2024 của Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), có khoảng 110 triệu tấn quặng đất hiếm trên toàn thế giới, trong đó Trung Quốc sở hữu tới 44 triệu tấn và hiện là nhà sản xuất đất hiếm lớn nhất thế giới. Chỉ riêng năm ngoái, lượng đất hiếm xuất khẩu của Trung Quốc đã đạt 55.431,1 tấn.
Trong khi đó, Mỹ hiện chỉ có một mỏ đất hiếm đang hoạt động tại Mountain Pass, California, và đang phải chật vật cạnh tranh với ưu thế vượt trội của Trung Quốc. Các chuyên gia tại Trung tâm Nghiên cứu Chiến lược và Quốc tế (CSIS) của Mỹ đã nhiều lần cảnh báo rằng khoảng cách về nguồn cung đất hiếm mang lại cho Trung Quốc một lợi thế quan trọng, có khả năng ảnh hưởng đến năng lực quốc phòng và các ngành công nghiệp công nghệ cao của Mỹ.
Công nghệ đột phá: Chiết xuất đất hiếm từ nước thải
Tuy nhiên, những tiến bộ công nghệ gần đây trong việc khai thác đất hiếm từ các nguồn phi truyền thống, như nước thải mỏ, có thể giúp thay đổi cục diện. Nước thải độc hại trong hồ Berkeley chứa các nguyên tố đất hiếm có giá trị cao như neodymium và praseodymium. Đây là những thành phần thiết yếu trong việc chế tạo nam châm vĩnh cửu siêu mạnh, được sử dụng rộng rãi trong điện thoại thông minh, xe điện, vệ tinh và các hệ thống tên lửa dẫn đường chính xác. Ví dụ, một chiếc tiêm kích F-35 hiện đại chứa tới 400 kg đất hiếm. Các nhà nghiên cứu ước tính, nếu khai thác thành công, hồ Berkeley có thể cung cấp tới 40 tấn đất hiếm mỗi năm.
Công nghệ đột phá đằng sau dự án Butte đến từ Paul Ziemkiewicz, một nhà nghiên cứu tại Đại học Tây Virginia. Nhóm của ông đã hợp tác với công ty kỹ thuật hóa học L3 Process Development để cùng phát triển một phương pháp chiết xuất các khoáng sản quan trọng từ nước thải có tính axit của mỏ. Phương pháp này ban đầu được triển khai tại các mỏ than và đã cho thấy tiềm năng đáng kể, hứa hẹn hiệu quả cao hơn khi áp dụng tại hồ Berkeley, vốn giàu khoáng sản và có quy mô lớn hơn nhiều.
"Một trong những điều tuyệt vời về nước thải axit từ mỏ là chất cô đặc mà chúng tôi thu được rất giàu các loại đất hiếm nặng. Những loại đất hiếm nhẹ thì không có giá trị bằng," ông Ziemkiewicz, người đã có 25 năm nghiên cứu về hồ Berkeley, cho biết.
Quy trình chiết xuất đơn giản nhưng hiệu quả
Phương pháp của Ziemkiewicz được mô tả là tương đối đơn giản nhưng có khả năng mở rộng quy mô để biến nguồn nước ô nhiễm thành một tài nguyên giá trị.
Ông Ziemkiewicz tin rằng, nếu được mở rộng ra các địa điểm khác có điều kiện tương tự, phương pháp mới này có thể cung cấp gần như toàn bộ lượng đất hiếm mà Mỹ hiện đang phải nhập khẩu để phục vụ cho nhu cầu quốc phòng – ước tính khoảng 1.400 tấn mỗi năm. Với nhu cầu đất hiếm toàn cầu được dự kiến sẽ tăng vọt lên đến 600% trong vài thập kỷ tới, việc phát triển các nguồn cung đất hiếm ngay trong nước đóng một vai trò trọng yếu, giúp Mỹ giảm bớt sự phụ thuộc vào Trung Quốc và đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng cho các ngành công nghiệp chiến lược.
#cuộcchiếnđấthiếm
Từ hồ nước thải độc hại đến nguồn cung đất hiếm chiến lược
Hoa Kỳ đang nghiêm túc xem xét một dự án đầy tham vọng: khai thác đất hiếm từ hồ Berkeley Pit, một hồ chứa nước thải có tính axit và giàu kim loại khổng lồ ở Butte, bang Montana. Mục tiêu chính của dự án này là nhằm giảm sự phụ thuộc chiến lược vào nguồn cung đất hiếm từ Trung Quốc, một vấn đề ngày càng trở nên cấp thiết. Hồ Berkeley Pit, với khoảng 190 tỷ lít nước thải từ hoạt động khai thác đồng trong quá khứ, được cho là chứa toàn bộ 17 nguyên tố đất hiếm quan trọng.
Nếu được chấp thuận, dự án Butte sẽ là một cú hích lớn cho nỗ lực của chính quyền Tổng thống Donald Trump nhằm tăng cường sản lượng đất hiếm nội địa của Mỹ. Theo tờ Interesting Engineering đưa tin vào ngày 13 tháng 5, Bộ Quốc phòng Mỹ đang cân nhắc một khoản tài trợ lên đến 75 triệu USD để xây dựng một nhà máy cô đặc. Đây là bước cuối cùng và then chốt, cần thiết để tinh chế đất hiếm từ nước thải mỏ có tính axit và đưa vào sản xuất ở quy mô lớn.
Thách thức đất hiếm và vị thế của Trung Quốc
Đất hiếm, dù tên gọi có phần gây hiểu lầm (chúng không thực sự "hiếm" trong vỏ Trái Đất), thường phân bố một cách rải rác thay vì tập trung thành các mỏ lớn. Điều này khiến việc khai thác trở nên khó khăn và vô cùng tốn kém. Theo ước tính năm 2024 của Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), có khoảng 110 triệu tấn quặng đất hiếm trên toàn thế giới, trong đó Trung Quốc sở hữu tới 44 triệu tấn và hiện là nhà sản xuất đất hiếm lớn nhất thế giới. Chỉ riêng năm ngoái, lượng đất hiếm xuất khẩu của Trung Quốc đã đạt 55.431,1 tấn.
Trong khi đó, Mỹ hiện chỉ có một mỏ đất hiếm đang hoạt động tại Mountain Pass, California, và đang phải chật vật cạnh tranh với ưu thế vượt trội của Trung Quốc. Các chuyên gia tại Trung tâm Nghiên cứu Chiến lược và Quốc tế (CSIS) của Mỹ đã nhiều lần cảnh báo rằng khoảng cách về nguồn cung đất hiếm mang lại cho Trung Quốc một lợi thế quan trọng, có khả năng ảnh hưởng đến năng lực quốc phòng và các ngành công nghiệp công nghệ cao của Mỹ.
Công nghệ đột phá: Chiết xuất đất hiếm từ nước thải
Tuy nhiên, những tiến bộ công nghệ gần đây trong việc khai thác đất hiếm từ các nguồn phi truyền thống, như nước thải mỏ, có thể giúp thay đổi cục diện. Nước thải độc hại trong hồ Berkeley chứa các nguyên tố đất hiếm có giá trị cao như neodymium và praseodymium. Đây là những thành phần thiết yếu trong việc chế tạo nam châm vĩnh cửu siêu mạnh, được sử dụng rộng rãi trong điện thoại thông minh, xe điện, vệ tinh và các hệ thống tên lửa dẫn đường chính xác. Ví dụ, một chiếc tiêm kích F-35 hiện đại chứa tới 400 kg đất hiếm. Các nhà nghiên cứu ước tính, nếu khai thác thành công, hồ Berkeley có thể cung cấp tới 40 tấn đất hiếm mỗi năm.
Công nghệ đột phá đằng sau dự án Butte đến từ Paul Ziemkiewicz, một nhà nghiên cứu tại Đại học Tây Virginia. Nhóm của ông đã hợp tác với công ty kỹ thuật hóa học L3 Process Development để cùng phát triển một phương pháp chiết xuất các khoáng sản quan trọng từ nước thải có tính axit của mỏ. Phương pháp này ban đầu được triển khai tại các mỏ than và đã cho thấy tiềm năng đáng kể, hứa hẹn hiệu quả cao hơn khi áp dụng tại hồ Berkeley, vốn giàu khoáng sản và có quy mô lớn hơn nhiều.
"Một trong những điều tuyệt vời về nước thải axit từ mỏ là chất cô đặc mà chúng tôi thu được rất giàu các loại đất hiếm nặng. Những loại đất hiếm nhẹ thì không có giá trị bằng," ông Ziemkiewicz, người đã có 25 năm nghiên cứu về hồ Berkeley, cho biết.
Quy trình chiết xuất đơn giản nhưng hiệu quả
Phương pháp của Ziemkiewicz được mô tả là tương đối đơn giản nhưng có khả năng mở rộng quy mô để biến nguồn nước ô nhiễm thành một tài nguyên giá trị.
- Đầu tiên, những chiếc túi nhựa lớn, được dệt khít, sẽ được đổ đầy bùn đã được lọc từ nước thải của hồ.
- Khi nước từ từ chảy ra ngoài qua các túi lọc, phần còn lại là một hỗn hợp gần cô đặc, chứa khoảng 1-2% đất hiếm.
- Hỗn hợp này sau đó được xử lý hóa học để tách các nguyên tố đất hiếm có giá trị ra khỏi các tạp chất khác.
- Bước cuối cùng trong quy trình đã được cấp bằng sáng chế này là chiết xuất dung môi – một kỹ thuật tách và tinh lọc từng kim loại đất hiếm riêng lẻ, tạo ra vật liệu có độ tinh khiết cao, cần thiết cho các công nghệ tiên tiến.
Ông Ziemkiewicz tin rằng, nếu được mở rộng ra các địa điểm khác có điều kiện tương tự, phương pháp mới này có thể cung cấp gần như toàn bộ lượng đất hiếm mà Mỹ hiện đang phải nhập khẩu để phục vụ cho nhu cầu quốc phòng – ước tính khoảng 1.400 tấn mỗi năm. Với nhu cầu đất hiếm toàn cầu được dự kiến sẽ tăng vọt lên đến 600% trong vài thập kỷ tới, việc phát triển các nguồn cung đất hiếm ngay trong nước đóng một vai trò trọng yếu, giúp Mỹ giảm bớt sự phụ thuộc vào Trung Quốc và đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng cho các ngành công nghiệp chiến lược.
#cuộcchiếnđấthiếm
