Phát hiện mỏ đất hiếm lớn nhất thế giới- vận may của Trung Quốc

Tập đoàn Hạt nhân Quốc gia Trung Quốc (CNNC) tuyên bố, các nhà khoa học nước này vừa phát hiện loại quặng mới tên là niobaobotite tại mỏ quặng Bayan Obo ở thành phố Baotou, Nội Mông hồi đầu tháng 10/2023.

Quặng niobaobotite là loại mới thứ 17 được tìm thấy trong mỏ Bayan Obo và là một trong 150 khoáng sản mới được tìm thấy trong khu vực của nước này, SCMP thông tin.

Điểm đáng chú ý là quặng niobaobotite chứa nguyên tố đất hiếm được săn lùng nhờ đặc tính siêu dẫn của nó.

Theo các nhà khoa học, quặng niobaobotite được tạo nên từ niobium, bari, titan, sắt và clorua. Trong đó, niobium - được xem là "trái tim" quý hiếm của loại quặng này.

SCMP nhận định, phát hiện này có thể là một vận may bất ngờ đối với Trung Quốc, vì hiện quốc gia này đang nhập khẩu 95% niobium của mình.

"Tùy thuộc vào khối lượng và chất lượng của loại đất hiếm này, nó có thể khiến Trung Quốc trở thành quốc gia tự cung-tự cấp niobium" - Antonio H. Castro Neto, Giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Quốc gia Singapore (NUS) cho biết.

Niobium - một kim loại màu xám nhạt, hiện được sử dụng chủ yếu trong sản xuất thép, giúp tăng cường độ cứng mà không tăng thêm trọng lượng đáng kể. Không những thế, niobium đang tỏ rõ xu thế trong nhiều ngành công nghiệp và chế tạo pin.

Theo Hiệp hội Hóa học Hoàng gia Anh, niobium còn được sử dụng để chế tạo các hợp kim khác và có thể được tìm thấy trong máy gia tốc hạt và các thiết bị khoa học tiên tiến khác vì nó là chất siêu dẫn ở nhiệt độ thấp.

Theo nhà cung cấp dữ liệu hàng đầu thế giới S&P Global, nhu cầu niobium trong tương lai sẽ rất lớn khi nó có thể giúp cách mạng hóa pin xe điện.

Hiện, các nhà nghiên cứu đang nỗ lực phát triển pin niobium-lithium và niobium-graphene nhằm giảm nguy cơ cháy nổ khi sử dụng cùng với lithium. Pin niobium-lithium cũng sạc nhanh hơn và có thể sạc lại thường xuyên hơn pin lithium truyền thống.

Thậm chí, theo các nhà nghiên cứu của Đại học Quốc gia Singapore, pin niobium-graphene có thể tồn tại khoảng 30 năm – dài hơn 10 lần so với pin lithium-ion – và có thể sạc đầy trong ít hơn 10 phút.

Mỏ quặng Bayan Obo - nơi vừa tìm thấy quặng niobaobotite chứa niobium - là mỏ nguyên tố đất hiếm lớn nhất hành tinh của Trung Quốc cả về trữ lượng và sản lượng có thể phục hồi, NS Energy thông tin.

Khu mỏ Bayan Obo - trải rộng trên diện tích 48 km vuông ở Khu tự trị Nội Mông, Trung Quốc - chiếm hơn 40% tổng trữ lượng nguyên tố đất hiếm được biết đến trên thế giới và gần một nửa sản lượng đất hiếm toàn cầu.

Mỏ Bayan Obo ước tính chứa hơn 80% tổng trữ lượng đất hiếm ở Trung Quốc.

Được sở hữu và điều hành bởi Tập đoàn Baogang thuộc sở hữu nhà nước Trung Quốc, mỏ đất hiếm này đã được sản xuất từ năm 1957.

Dự trữ quặng sắt tại Bayan Obo được phát hiện vào năm 1927 trong khi các nguyên tố đất hiếm được phát hiện vào năm 1935.

Bên cạnh quặng sắt, mỏ lộ thiên khổng lồ Bayan Obo còn sản xuất 15 loại khoáng chất đất hiếm được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau bao gồm lọc dầu, nam châm vĩnh cửu, công nghệ năng lượng tái tạo cũng như trong các ứng dụng luyện kim, đánh bóng và quốc phòng.

Quặng Bayan Obo bao gồm hơn 100 loại khoáng sản với quặng đất hiếm chủ yếu là monazite và bastnaesit.

Phương pháp khai thác lộ thiên được sử dụng để khai thác quặng tại Bayan Obo. Khu phức hợp mỏ bao gồm 3 hố lộ thiên là: Hố chính (có chiều dài 1.520 mét, rộng 1.080 mét); hố phía Đông (dài 1.400 mét, rộng 1.020 mét) và hố phía Tây (dài 4,6 km và rộng tới 1,2 km - là hố lớn nhất trong 3 hố). Bên cạnh đó, còn có các cơ sở lưu trữ chất thải và bãi chứa đá thải tại chỗ.

Về quá trình chế biến quặng, vật liệu quặng từ khu mỏ được gửi đến thành phố Baotou để xử lý. Nằm cách Bayan Obo khoảng 150 km về phía nam, Baotou được mệnh danh là "thủ phủ đất hiếm của Trung Quốc". Bayan Obo và Baotou được kết nối bằng cả đường sắt và đường bộ.

Baotou là nơi có các nhà máy luyện sắt thép cũng như các cơ sở chế biến đất hiếm để sản xuất oxit đất hiếm, clorua, cacbonat cũng như các sản phẩm hợp kim khác nhau.

Các nguyên tố đất hiếm từ quặng được tách ra và tinh chế thông qua các kỹ thuật tách từ, tuyển nổi và thủy luyện kim bao gồm lọc, tắm axit và chiết dung môi.

Các nguyên tố đất hiếm nhẹ và các nguyên tố đất hiếm nặng được sản xuất lần lượt bằng phương pháp điện phân muối nóng chảy và phương pháp khử nhiệt luyện kim chân không.

China Northern Rare Earth (Group) High-Tech Co., một công ty con của Tập đoàn Baogong, là chủ sở hữu và điều hành các cơ sở chế biến tại Baotou. Đây là nhà cung cấp đất hiếm lớn nhất thế giới.

Không có gì đáng ngạc nhiên khi Trung Quốc có trữ lượng khoáng sản đất hiếm cao nhất với 44 triệu tấn. Quốc gia này cũng là nhà sản xuất đất hiếm lớn nhất thế giới vào năm 2022 với sản lượng 210.000 tấn, Investingnews thông tin.

Theo ước tính của Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ, sản lượng đất hiếm của Trung Quốc tăng từ 120.000 tấn năm 2018 lên 132.000 tấn năm 2019. Sản lượng đất hiếm toàn cầu tăng từ 190.000 tấn năm 2018 lên 210.000 tấn vào năm 2019.

Mỹ sản xuất 26.000 tấn đất hiếm vào năm 2019 so với 18.000 tấn năm 2018 là nước sản xuất đất hiếm lớn thứ hai thế giới. Mỏ đất hiếm Mountain Pass hiện là mỏ đất hiếm duy nhất đang hoạt động ở Mỹ.

Ngoài mỏ Bayan Obo, các mỏ đất hiếm khác ở Trung Quốc bao gồm Daluxiang (Dalucao) và Maoniuping ở tỉnh Tứ Xuyên; cũng như các mỏ đất sét chứa nguyên tố đất hiếm hấp phụ ion có tại các tỉnh Giang Tây, Hồ Nam, Phúc Kiến, Quảng Đông và Quảng Tây.

Theo các nhà khoa học, đất hiếm là chìa khóa cho một tương lai thân thiện với khí hậu hơn khi khi thế giới đang bước vào kỷ nguyên kinh tế mới với trọng tâm là tiến bộ công nghệ và năng lượng sạch. Chúng hiện là trung tâm của nhiều công nghệ năng lượng sạch, bao gồm năng lượng gió và xe điện. Công nghệ như vậy không thải ra nhiều khí nhà kính làm ấm khí hậu.

Đất hiếm cũng là thành phần chính trong hầu hết các thiết bị điện tử nhỏ nhất, nhanh nhất và tiên tiến nhất hiện nay.

Nguồn: Space, Nsenergybusiness, Investingnews