Đất hiếm là gì? Đất hiếm dùng để làm gì? Giá 1kg đất hiếm?

Đất hiếm là gì? Đất hiếm dùng để làm gì? Giá 1kg đất hiếm?
1. Đất hiếm là gì?
Đất hiếm hay còn gọi là nguyên tố đất hiếm (Rare Earth Elements - REEs), là một loại
khoáng sản đặc biệt thuộc nhóm nguyên tố hiếm. Những nguyên tố này có hàm lượng rất ít
trong vỏ trái đất và việc tách biệt từng nguyên tố ra khỏi các khoáng chất khác rất khó khăn.
Đất hiếm là một loại khoáng sản có giá trị rất lớn trong công nghiệp hiện đại, nhưng
không phải ai cũng biết rõ về bản chất và tính chất của chúng. Để hiểu rõ hơn về đất hiếm,
chúng ta có thể tham khảo những thông tin sau:
Đất hiếm (rare earth) là nhóm các nguyên tố hóa học có hàm lượng thấp trong vỏ Trái
đất và rất khó tách ra thành từng nguyên tố riêng biệt. Tuy tên gọi là “hiếm”, nhưng thực tế,
một số nguyên tố trong nhóm này, như cerium, có hàm lượng trong vỏ Trái đất còn cao hơn cả
bạc và chì. Nhóm nguyên tố đất hiếm bao gồm 17 nguyên tố và được chia thành hai nhóm chính:
Nhóm nặng: Gồm 10 nguyên tố, bao gồm: - Dysprosium (Dy) - Erbium (Er) - Europium (Eu) - Gadolinium (Gd) - Holmium (Ho) - Lutetium (Lu) - Terbium (Tb) - Thulium (Tm) - Ytterbium (Yb) - Yttrium (Y)
Nhóm nhẹ: Gồm 7 nguyên tố, bao gồm: - Cerium (Ce) - Lanthanum (La) - Neodymium (Nd) - Praseodymium (Pr) - Promethium (Pm) - Samarium (Sm) - Scandium (Sc)
Mặc dù tên gọi là “hiếm”, ngoại trừ Promethium (Pm) có tính phóng xạ, các nguyên tố
đất hiếm thực sự không quá hiếm trong lớp vỏ Trái đất. Chẳng hạn, cerium là nguyên tố phổ
biến thứ 25, nhiều hơn cả đồng. Tuy nhiên, do tính chất địa hóa học của chúng, các nguyên tố
đất hiếm thường phân tán rộng rãi và không tập trung thành các khoáng vật đất hiếm có thể
khai thác một cách dễ dàng. Vì vậy, các mỏ quặng đất hiếm có thể khai thác được là khá hiếm và khó tìm.
Công dụng của đất hiếm rất đa dạng và quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghiệp:
- Chế tạo nam châm vĩnh cửu: Đất hiếm được dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu
mạnh mẽ, cần thiết cho các máy phát điện và nhiều thiết bị công nghệ cao.
- Phân bón vi lượng: Các nguyên tố đất hiếm được thêm vào phân bón để cải thiện năng
suất và khả năng chống chịu sâu bệnh cho cây trồng.
- Máy tuyển từ trong công nghệ tuyển khoáng: Chúng được sử dụng để chế tạo nam châm
trong các thiết bị tuyển khoáng, giúp tách biệt các khoáng chất có giá trị.
- Diệt mối mọt và bảo tồn di tích lịch sử: Đất hiếm được sử dụng để diệt mối mọt và các
loài gây hại khác, bảo vệ các di tích lịch sử khỏi sự phân hủy.
- Đèn cathode và máy vô tuyến truyền hình: Chúng còn được dùng trong chế tạo các đèn
cathode, góp phần vào công nghệ truyền hình.
- Xúc tác trong lọc hóa dầu và xử lý môi trường: Đất hiếm đóng vai trò quan trọng trong
các phản ứng xúc tác để lọc hóa dầu và xử lý môi trường.
- Vật liệu siêu dẫn: Một số nguyên tố đất hiếm được dùng để chế tạo các vật liệu siêu dẫn.
- Vật liệu phát quang: Các ion đất hiếm cũng được ứng dụng trong công nghệ phát quang,
đặc biệt là trong các ứng dụng quang điện.
- Công nghệ laser: Đất hiếm được sử dụng trong các ứng dụng công nghệ laser, đóng vai
trò quan trọng trong việc phát triển các công nghệ mới.
Hiện nay, các nhà khoa học tại Việt Nam đã đạt được thành tựu đáng kể trong việc tách
các nguyên tố đất hiếm với độ tinh khiết cao, lên tới 98 - 99%. Những thành tựu này đã mở ra
cơ hội ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, góp phần vào sự phát triển công
nghiệp và công nghệ của đất nước.
Trong lĩnh vực nông nghiệp, đất hiếm được bổ sung vào phân bón nhằm nâng cao chất
lượng cây trồng. Đồng thời, cũng đã có một số thử nghiệm bổ sung đất hiếm vào thức ăn chăn
nuôi để cải thiện sức khỏe và năng suất của vật nuôi. Những ứng dụng này không chỉ giúp nâng
cao hiệu quả sản xuất nông nghiệp mà còn góp phần vào việc bảo vệ môi trường và tài nguyên tự nhiên.
2. Ứng dụng của đất hiếm
Đất hiếm được phân bổ trong các khu vực khoáng sản đặc thù và đóng vai trò quan trọng
trong nhiều ngành công nghiệp công nghệ cao. Chúng không chỉ là thành phần thiết yếu trong
nhiều sản phẩm và công nghệ hiện đại, mà còn có ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khác
nhau. Dưới đây là một số ứng dụng chính của đất hiếm:
- Chế tạo nam châm vĩnh cửu: Đất hiếm được sử dụng để chế tạo nam châm vĩnh cửu
cho các máy phát điện và các thiết bị công nghệ cao khác. Những nam châm này có khả năng
tạo ra từ trường mạnh mẽ và ổn định, cần thiết cho hoạt động của nhiều loại máy móc và thiết bị.
- Sản xuất phân bón: Đất hiếm được đưa vào các chế phẩm phân bón nhằm nâng cao hiệu
quả sử dụng phân bón, tăng năng suất cây trồng và cải thiện khả năng chống chịu sâu bệnh cho
cây trồng. Việc bổ sung đất hiếm vào phân bón giúp cải thiện sức khỏe của cây và tăng cường
khả năng hấp thụ các dưỡng chất cần thiết.
- Công nghệ tuyển khoáng: Các nguyên tố đất hiếm được sử dụng trong chế tạo các nam
châm cho các máy tuyển từ trong công nghệ tuyển khoáng. Những nam châm này giúp tách
biệt các khoáng chất quý giá từ quặng, cải thiện hiệu quả của quá trình khai thác và chế biến khoáng sản.
- Bảo tồn di tích lịch sử: Đất hiếm được áp dụng trong việc diệt mối mọt và các loại cây
mục, giúp bảo tồn các di tích lịch sử khỏi sự phân hủy và tổn hại. Đây là một ứng dụng quan
trọng trong việc bảo vệ di sản văn hóa và lịch sử.
- Chế tạo đèn cathode: Các nguyên tố đất hiếm còn được sử dụng trong chế tạo các đèn
cathode cho các máy vô tuyến truyền hình, góp phần vào công nghệ truyền hình và hiển thị hình ảnh.
- Xúc tác trong lọc hóa dầu: Đất hiếm đóng vai trò quan trọng trong các phản ứng xúc
tác trong công nghệ lọc hóa dầu và xử lý môi trường. Chúng giúp cải thiện hiệu quả của các
quá trình hóa học, giảm thiểu ô nhiễm và tăng cường khả năng xử lý chất thải.
- Vật liệu siêu dẫn: Đất hiếm được sử dụng để chế tạo các vật liệu siêu dẫn, có khả năng
dẫn điện mà không gặp phải sự cản trở từ điện trở. Những vật liệu này có ứng dụng trong nhiều
công nghệ tiên tiến như máy MRI và các thiết bị nghiên cứu khoa học.
- Vật liệu phát quang: Các ion đất hiếm cũng được sử dụng như các vật liệu phát quang
trong các ứng dụng quang điện. Chúng giúp cải thiện hiệu suất của các thiết bị phát quang, từ
đèn LED đến màn hình hiển thị.
- Công nghệ laser: Đất hiếm đóng vai trò quan trọng trong công nghệ laser, từ các ứng
dụng công nghiệp đến các công nghệ nghiên cứu và y tế.
Lưu ý: Đất hiếm có nhiều nguyên tố có tính độc hại và phóng xạ. Vì vậy, việc khai thác,
tuyển chọn, và chế biến đất hiếm cần phải được thực hiện với quy trình công nghệ cao và quản
lý chặt chẽ để tránh ô nhiễm môi trường. Nếu không được kiểm soát cẩn thận, hoạt động khai
thác đất hiếm có thể gây ra những tác động tiêu cực nghiêm trọng đến môi trường và sức khỏe
cộng đồng. Do đó, việc nghiên cứu và áp dụng các phương pháp khai thác và chế biến an toàn,
hiệu quả là rất quan trọng.
3. Giá của đất hiếm
Đất hiếm là một loại khoáng sản tương đối dồi dào trong vỏ trái đất, nhưng việc khai thác
và chế biến chúng lại là một nhiệm vụ vô cùng khó khăn và phức tạp. Các nguyên tố đất hiếm
thường có mặt ở nồng độ thấp và phân tán rộng rãi, dẫn đến việc khai thác đòi hỏi công nghệ
cao và chi phí lớn. Do đó, giá của đất hiếm trên thị trường toàn cầu thường biến động đáng kể,
phản ánh sự khó khăn trong quá trình khai thác và chế biến.
Hiện nay, giá của đất hiếm trên thị trường thế giới thường dao động trong khoảng từ
5.000 đến 8.000 USD mỗi tấn. Tuy nhiên, trong những thời kỳ căng thẳng cung ứng hoặc nhu
cầu tăng cao, giá có thể tăng vọt lên đến 20.000 đến 30.000 USD mỗi tấn. Đặc biệt, trong giai
đoạn từ năm 2010 đến 2011, giá đất hiếm đã đạt đến mức kỷ lục 300.000 USD mỗi tấn. So với
giá của vàng, hiện tại dao động từ 57 đến 67 triệu USD mỗi tấn, giá đất hiếm có vẻ thấp hơn
nhưng vẫn rất cao so với nhiều loại khoáng sản khác.
Các nhà khoa học thường gọi đất hiếm là "những nguyên tố của tương lai" vì chúng đóng
vai trò quan trọng trong nhiều công nghệ tiên tiến và ứng dụng hiện đại. Nhiều quốc gia xem
đất hiếm như là "vàng của thế kỷ XXI" và thậm chí dự đoán rằng chúng sẽ trở thành tài nguyên
quý giá của thế kỷ XXII, nhất là khi toàn cầu chuyển sang sử dụng năng lượng sạch và các công nghệ xanh.
Theo dự báo của một số nhà nghiên cứu và phân tích thị trường, tổng giá trị của thị trường
đất hiếm toàn cầu hiện tại khoảng 8,1 tỷ USD và dự kiến sẽ tăng lên đến 14,4 tỷ USD vào năm
2025. Sự gia tăng này phản ánh nhu cầu ngày càng cao đối với đất hiếm trong các ứng dụng
công nghệ cao, từ sản xuất pin cho xe điện đến chế tạo các thiết bị điện tử tiên tiến và công nghệ quang học.