Đất hiếm (Rare-earth element - REE) là tên gọi chung của một nhóm 17 nguyên tố hóa học thuộc bảng tuần hoàn, bao gồm Scandi (Sc), Ytri (Y) và 15 nguyên tố của nhóm Lanthan (La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu).
Đây là nguyên liệu quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghệ cao đồng thời là một trong những nguyên liệu chiến lược để sản xuất chất bán dẫn.
Theo Cục Khảo sát địa chất Mỹ, trữ lượng đất hiếm của cả thế giới khoảng 120 triệu tấn. Việt Nam có trữ lượng đất hiếm khoảng 22 triệu tấn, đứng thứ hai thế giới.
Tuy nhiên, việc triển khai khai thác, chế biến và sử dụng đất hiếm của Việt Nam hiện nay còn hạn chế, chưa tương xứng với tiềm năng hiện có.
Từ năm 2005, Viện Khoa học vật liệu (Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) bắt đầu nghiên cứu về đất hiếm Đông Pao, Lai Châu. Kết quả thực nghiệm tuyển thu hồi được tinh quặng đất hiếm hàm lượng 31,77% tổng oxit đất hiếm với mức thực thu hơn 84,46% ở quy mô phòng thí nghiệm và quy mô bán công nghiệp.
Bên cạnh đó, có một số kết quả nghiên cứu về chế biến, ứng dụng đất hiếm của các nhà khoa học trong nước có thể kể đến như: Quy trình chế tạo oxit Yttri (Y2O3), oxit Ơvrôpi (Eu203) độ sạch 99,9% bằng phương pháp sắc ký; chế tạo nam châm đất hiếm NdFeB dùng trong máy phát thủy điện cỡ nhỏ công suất từ 200 đến 1.000 W, chế tạo thiết bị tuyển từ phục vụ chế biến khoáng sản (70 thiết bị); sản phẩm phân bón lá đa vi lượng ĐH'93 đã được ứng dụng cho cây lúa, các loại cây ăn trái...
Hay Viện Khoa học và Công nghệ Mỏ - Luyện kim (Bộ Công Thương) cũng đã thí nghiệm tuyển mẫu quặng đất hiếm Đông Pao trên dây chuyền tuyển khép kín công suất 100 kg/h, thu được sản phẩm quặng tinh đất hiếm tổng hợp có hàm lượng khoảng 35% RE; thực thu đất hiếm khoảng 72%; sản phẩm quặng tinh barit có hàm lượng khoảng 93% BaSO4; thực thu barit 93%; sản phẩm quặng tinh fluorit có hàm lượng 70% CaF2; thực thu fluorit khoảng 70%.
Tuy nhiên, đối với đất hiếm Lai Châu, tất cả các công trình nghiên cứu từ trước đến nay đều dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm hoặc pilot, một số vấn đề về thuốc tuyển vẫn chưa giải quyết được nên chất lượng tuyển không cao, chất lượng quặng đất hiếm cuối cùng không được như mong muốn (hàm lượng và tỉ lệ thực thu đất hiếm, hàm lượng các tạp chất có hại đi cùng).
PGS.TS Hoàng Anh Sơn, Viện trưởng Viện Khoa học vật liệu cho biết, đến nay Việt Nam chưa có nhà máy chế biến từ tinh quặng đất hiếm Việt Nam ra sản phẩm đạt tiêu chuẩn xuất khẩu (hàm lượng tổng oxit đất hiếm phải đạt tối thiểu 95%).
Đối với công nghệ phân chia riêng rẽ oxit đất hiếm và làm sạch đến độ sạch cao, mặc dù đã có nghiên cứu từ rất sớm nhưng phần lớn mới triển khai trong phòng thí nghiệm, chưa có công nghệ nào áp dụng vào thực tế.
Trong thời gian qua, có nhiều doanh nghiệp, đối tác nước ngoài từ Mỹ, Nhật Bản, Hàn Quốc… quan tâm, nghiên cứu và bày tỏ quan điểm muốn hợp tác với Việt Nam trong lĩnh vực khai thác, chế biến khoáng sản đất hiếm, tuy nhiên chỉ số ít nhà sản xuất tại các quốc gia này có công nghệ chế biến sâu đất hiếm nhưng họ giữ bản quyền, bí mật và không chuyển giao công nghệ.
"Một số đơn vị đã nghiên cứu thành công công nghệ chế biến sâu ở quy mô phòng thí nghiệm. Tuy nhiên, để triển khai ra thực tế đòi hỏi yêu cầu gắt gao từ yếu tố công nghệ, an toàn môi trường và sự cạnh tranh kinh tế của các nước", PGS. Sơn nói.
Xây dựng chương trình nghiên cứu phát triển công nghệ chế biến sâu đất hiếm
Để có thể khai thác có hiệu quả, hợp lý nguồn tài nguyên đất hiếm Việt Nam, Viện trưởng Viện Khoa học vật liệu đề xuất cần điều tra, khảo sát đánh giá trữ lượng, giá trị của các thành phần nguyên tố đất hiếm trong các mỏ đất hiếm đã cấp phép của Việt Nam để có định hướng khai thác, chế biến và ứng dụng hiệu quả đất hiếm Việt Nam.
Cân đối giữa khai thác với dự trữ khoáng sản quốc gia đối với các khoáng sản chiến lược, quy mô lớn như Uraini, đất hiếm làm cơ sở phát triển bền vững.
Bên cạnh đó, xây dựng tiềm lực KH&CN, hình thành các trung tâm nghiên cứu mạnh về đất hiếm trên cơ sở nòng cốt là các viện nghiên cứu của Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam, Bộ KH&CN.
Tập hợp đội ngũ nhà khoa học, chuyên gia, đầu tư hạ tầng, trang thiết bị nghiên cứu hiện đại đáp ứng yêu cầu nghiên cứu công nghệ khai thác, chế biến sâu đất hiếm và xử lý môi trường.
PGS. Sơn cũng đề xuất Viện Hàn lâm KH&CN được xây dựng chương trình nghiên cứu phát triển công nghệ chế biến sâu đất hiếm, phân chia riêng rẽ các oxit đất hiếm độ sạch cao, công nghệ điện phân chế tạo kim loại một số nguyên tố Nd, Dy, Pr…, công nghệ chế tạo nam châm đất hiếm cho ngành công nghiệp ô tô điện, điện gió để sớm đưa vào thực tế sản xuất trong 10 năm tới nhằm góp phần thực hiện thành công mục tiêu phát thải ròng bằng 0 đến năm 2050 của Chính phủ.
Các cấp ban hành cơ chế, chính sách riêng để phát triển công nghiệp đất hiếm phù hợp với tiềm năng, vị trí vai trò, trong đó cần có cơ chế gắn kết chặt chẽ giữa nghiên cứu, phát triển công nghệ và triển khai sản xuất, chế biến sâu cũng như cơ chế chấp nhận rủi ro, độ trễ trong nghiên cứu.
Về phía Bộ KH&CN, lãnh đạo Bộ KH&CN cho biết, việc nghiên cứu, lựa chọn công nghệ khai thác, chế biến đất hiếm phù hợp với khả năng, nhu cầu trong nước là đặc biệt cần thiết trong giai đoạn hiện nay.
Vì vậy, Bộ sẽ phối hợp với các bộ, ngành liên quan nghiên cứu, đề xuất các cơ chế, chính sách thúc đẩy chuyển giao công nghệ đối với các doanh nghiệp nước ngoài đầu tư sản xuất chất bán dẫn, khai thác và chế biến sâu đất hiếm tại Việt Nam.
Triển khai hiệu quả các chương trình, nhiệm vụ KH&CN cấp quốc gia đã phê duyệt, trong đó, ưu tiên các nhiệm vụ KH&CN liên quan đến công nghệ bán dẫn, khai thác và chế biến sâu đất hiếm. Đặc biệt là các nhiệm vụ liên quan đến công nghệ sản xuất chất bán dẫn từ nguồn đất hiếm trong nước.
Bộ KH&CN cũng phối hợp với các bộ, ngành nghiên cứu xây dựng và triển khai một số nhiệm vụ KH&CN quy mô lớn, gắn với dự án đầu tư của doanh nghiệp khai thác, chế biến sâu đất hiếm đủ điều kiện làm nguyên liệu đầu vào cho các doanh nghiệp sản xuất điện tử, chất bán dẫn trong và ngoài nước.
Thúc đẩy hoạt động hợp tác quốc tế trong nghiên cứu, chuyển giao công nghệ về khai thác và chế biến sâu đất hiếm...
Hoàng Giang
