Đất hiếm là gì?

6/2/19
Một nguyên tố đất hiếm, hay còn gọi là rare-earth element (REE) hoặc rare-earth metal (REM), là một trong 17 nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn, bao gồm cerium (Ce), dysprosium (Dy), erbium (Er), europium (Eu), gadolinium (Gd), holmium (Ho), lanthanum (La), lutetium (Lu), neodymium (Nd), praseodymium (Pr), promethium (Pm), samarium (Sm), scandium (Sc), terbium (Tb), thulium (Tm), ytterbium (Yb), and yttrium (Y).

Khoáng đất hiếm đầu tiên được phát hiệm là gadolinite năm 1787, nó bao gồm cerium, yttrium, iron, silicon và một số loại nguyên tố khác. Khoáng này được khai thác ở một mỏ tại Thụy Điển và tên của 4 nguyên tố này đều được lấy từ một vị trí này.
Đất hiếm được mô tả như là “vitamin hóa học”, chỉ cần một lượng nhỏ cũng có thể tạo ra hiệu quả lớn. Một chút cerium và một chút neodymium giúp màn hình TV sáng hơn, pin trụ được lâu hơn, nam châm mạnh hơn. Nếu Trung Quốc bỗng nhiên cắt nguồn cung của những nguyên tố này, nó sẽ khiến ngành công nghiệp thế giới chậm lại hàng thập kỉ. Tất nhiên chẳng ai muốn bỏ chiếc iPhone của mình để quay lại xài BlackBerry ngày xưa cả.

Tuy nhiên, các chuyên gia trong ngành thì lại ít lo lắng hơn về tình cảnh này. Họ nói rằng lệnh cấm xuất khẩu đất hiếm chắc chắn sẽ tạo ra ảnh hưởng ngay lập tức, nhưng trong thời gian tới thì Mỹ và phần còn lại của thế giới sẽ thích nghi được. “Nếu Trung Quốc thật sự cắt nguồn đất hiếm, sẽ có vấn đề trong ngắn hạn, nhưng cái này giải quyết được”, Tim Worstall, một người kinh doanh, trao đổi đất hiếm, nói với The Verge. Vì sao? Hãy đọc tiếp để biết.

Lý do đất hiếm không quá hiếm

Mặc dù tên là “hiếm” nhưng các nguyên tố nói trên xuất hiện khá nhiều trong vỏ Trái Đất, ngoại trừ nguyên tố phóng xạ promethium mà thôi. Thậm chí cerium còn có mật độ trong đất nhiều hơn cả đồng ở một số khu vực nữa, và lượng nguyên tố này cũng tương tự như nhiều nguyên tố khác mà chúng ta đang không xem là quan trọng. Trung Quốc có một trữ lượng đất hiếm lớn, nhưng ngoài ra đất hiếm còn có mặt ở Brazil, Canada, Úc, Ấn Độ, và tất nhiên là cả tại Mỹ nữa.

Thách thức chính với việc sản xuất đất hiếm đó là chúng thường không tập trung ở các mỏ để mà dễ khai thác như bao nguyên liệu khác. Đất hiếm dễ dàng kết hợp với các hợp chất, khoáng sản khác và nằm phân tán, do đó để trích xuất được chúng sẽ cần một quy trình dài và cực khổ.
Theo lời giải thích của Eugene Gholz, một chuyên gia đất hiếm và đang là giáo sư khoa học chính trị tại Đại học Notre Dame: “Một khi được đem ra khỏi đất, thách thức lớn nhất chính là về mặt hóa học, không phải về mặt khai thác khoáng. Bạn phải chuyển hóa được những hòn đá thành các nguyên tố đất hiếm riêng lẻ”. Người ta sẽ phải nhúng các hòn đá này vào những thùng axit lớn cũng như đi qua nhiều liều phóng xạ có hại cho sức khỏe để tách chúng ra.

Đây là một trong những lý do vì sao các quốc gia phát triển như Mỹ thường không thích tự sản xuất đất hiếm mà đi nhập khẩu từ Trung Quốc. Ngành kinh doanh đất hiếm thường để lại nhiều tác hại về sức khỏe, môi trường trong khi luật thì khắt khe, vậy thôi để người khác làm rồi mình đi mua về có phải sướng hơn không? Giá lao động rẻ và sự xuất hiện của đất hiếm dưới dạng sản phẩm phụ của quá trình khai khoáng tại Trung Quốc cũng là những nguyên nhân khác khiến Mỹ đưa ra quyết định như vậy.

Việc Trung Quốc nắm tỉ trọng lớn trong thị trường đất hiếm thực ra cũng mới xuất hiện gần đây. Từ những năm 1960 đến 1980, nguồn cung cấp đất hiếm chủ yếu là từ Mỹ, chúng được khai thác ở mỏ Mountain Pass tại California. Nhà máy xử lý của mỏ đã ngừng hoạt động vào năm 1998 sau các vấn đề về phác thải chất thải độc hại, sau đó cả mỏ ngừng hoạt động hồi năm 2002.

Chỉ từ năm 1990 trở đi Trung Quốc mới bắt đầu sản xuất đất hiếm với sản lượng lớn, đi kèm theo đó là sự tàn phá môi trường. Năm 2010, chính phủ Trung Quốc ước tính rằng ngành này đã tạo ra 22.05 triệu tấn chất thải độc hại mỗi năm. Chúng ta thường nghe nói Trung Quốc chiếm 95% thị phần đất hiếm toàn cầu, nhưng theo giáo sư Gholz thì con số này đã lỗi thời, số thực chỉ khoảng 80% mà thôi.

Điều gì sẽ xảy ra nếu Trung Quốc sẽ cắt nguồn cung đất hiếm cho Mỹ?
Thực ra đây không phải lần đầu tiên Trung Quốc ngừng xuất khẩu đất hiếm (nếu nó có diễn ra). Năm 2010, Trung Quốc ngưng xuất đất hiếm sang Nhật sau các căng thẳng ngoại giao liên quan tới 1 tàu cá cũng như tranh chấp trên đảo Senkaku.

Tuy nhiên, lệnh cấm không gây ra nhiều ảnh hưởng vì các tay buôn lậu Trung Quốc tiếp tục xuất khẩu mặt hàng này qua Nhật, trong khi các nhà sản xuất ở Nhật tìm ra nhiều cách để giảm lượng đất hiếm trong sản phẩm của mình và phần còn lại của thế giới thì tăng sản lượng đất hiếm lên để bù lại. Gholz nói: “Thế giới rất linh hoạt. Khi bạn giới hạn nguồn cung để gây áp lực chính trị lên nước khác, người ta không đầu hàng, họ đi tìm cách thích nghi”.
Nếu Trung Quốc thật sự cấm xuất khẩu đất hiếm, vẫn sẽ còn đủ trữ lượng đất hiếm ở các công ty để tiếp tục dùng cho những mục đích quan trọng (ví dụ: quân sự) trong ngắn hạn. Nó cũng có thể khiến giá bán sản phẩm công nghệ và giá dầu tăng lên (vì đất hiếm được dùng trong quá trình điều chế, tinh lọc), tuy nhiên mức tăng sẽ không quá nhiều. Gholz không nghĩ rằng bạn sẽ không thể mua chiếc smartphone của mình chỉ vì nó thiếu đi vài microgram nguyên tố yttrium.
Các nước đang làm gì để tránh phụ thuộc đất hiếm của Trung Quốc?
Dù Trung Quốc vẫn chưa nói gì về lệnh cấm xuất khẩu đất hiếm nhưng các công ty trên thế giới đã bắt đầu đưa ra kế hoạch mới. Blue Line Corp, một công ty hóa chất ở Mỹ, và hãng khai thác đất hiếm Lynas của Úc đang đề xuất xây dựng các cơ sở sản xuất mới tại Mỹ. Nguồn cung ở các quốc gia khác cũng sẽ tăng lên để bù lại cho phần thiếu hụt từ Trung Quốc.

Trong trường hợp xấu nhất, Mỹ vẫn còn mỏ Mountain Pass. Các cơ sở sản xuất tại đây vẫn còn có thể hoạt động và thậm chí nó đã bắt đầu khôi phục sản xuất vào tháng 1 năm ngoái. Hiện tại mỏ Mountain Pass đang cung cấp tới 1/10 lượng quặng chứa đất hiếm cho thế giới (nhưng chỉ mới ở dạng khoáng chứ chưa qua xử lý). Nếu lệnh cấm được Trung Quốc ban hàng, việc xử lý có thể được khôi phục với các quy trình mới giúp giảm ảnh hưởng tới môi trường, và mỏ này lại nằm ngay trên đất Mỹ.

Worstall đồng ý với điều này, và ông cho rằng chỉ trong vòng 6 tháng thì mỏ này có thể đáp ứng được một sản lượng lớn.

Chi phí khi đó sẽ là chi phí môi trường: Mỹ chấp nhận môi trường bị ô nhiễm tới mức nào để sản xuất đất hiếm? Hiện tại các tiêu chuẩn môi trường của Mỹ cao hơn Trung Quốc rất nhiều.

Nguồn: The Verge
Duy Luân

Thanks for “Rare Earth” Reference