Nước Mỹ đãi tro tìm kho báu đất hiếm

một giờ trướcBài gốc

Nước Mỹ rất mạnh về công nghiệp khai khoáng

Trong một nghiên cứu năm 2024, các nhà địa chất tính toán rằng tro thải từ than đốt trong các nhà máy điện nhiên liệu hóa thạch, có thể chứa lượng đất hiếm trị giá tới 165 tỉ USD và khoảng 97 tỉ USD, trong số đó có thể khai thác được một cách khả thi.

Nước Mỹ có 'mỏ lộ thiên' đất hiếm

Theo nhóm nghiên cứu do các nhà địa chất thuộc Đại học Texas tại Austin dẫn dắt, việc thu hồi những nguyên tố này có thể đem lại cho Mỹ một nguồn cung đất hiếm trong nước mà không cần khai thác hay phải phụ thuộc vào nhập khẩu, vốn đang chiếm phần lớn nguồn cung đất hiếm của quốc gia này.

Nhà địa chất Bridget Scanlon thuộc Trường Khoa học Địa chất Jackson cho biết: “Đây thật sự là ví dụ tiêu biểu cho câu ‘biến rác thành vàng’. Chúng tôi đang cố gắng khép kín vòng tuần hoàn: dùng chất thải để thu hồi tài nguyên bên trong nó, đồng thời giảm thiểu tác động môi trường”.

Đất hiếm, hay REE, là nhóm 17 nguyên tố bao gồm 15 nguyên tố thuộc họ lanthanide trong bảng tuần hoàn, cộng thêm yttri và scandium. Những nguyên tố này được Mỹ xếp vào nhóm “khoáng sản thiết yếu” và chúng cực kỳ quan trọng đối với hàng trăm ngành công nghiệp và công nghệ, từ pin, tua-bin gió, xe điện cho đến điện thoại thông minh.

Mỹ không có nhiều trữ lượng đất hiếm của riêng mình. Thay vào đó, nước này gần như phụ thuộc hoàn toàn vào nhập khẩu, trong đó phần lớn, khoảng 70% đến từ Trung Quốc.

Tuy nhiên, những nghiên cứu gần đây cho thấy có thể đang tồn tại một nguồn đất hiếm khổng lồ mà chưa ai khai thác, ngay trước mắt: 52 tỉ tấn tro than được tạo ra từ các nhà máy điện Mỹ kể từ những năm 1950.

Cơ chế hoạt động như sau: than, vốn là phần còn lại của thực vật cổ đại, không phải vật liệu tinh khiết. Trong hàng triệu năm hình thành và bị nén chặt, nó hấp thụ một lượng rất nhỏ nhiều chất khác nhau. Những chất này tồn tại ở mức vết, quá nhỏ để có thể tách riêng một cách hiệu quả, và giá trị của chúng cũng không cao hơn giá trị của chính than khi dùng làm nhiên liệu.

Nhưng khi than được đốt, một điều thú vị xảy ra. Các thành phần cháy được của than như carbon, hydro và lưu huỳnh bị đốt thành khí và thoát đi, để lại những phần không cháy được. Chúng bao gồm khoáng sét, thạch anh và đất hiếm.

Vì phần lớn khối lượng than biến mất dưới dạng khói, nồng độ đất hiếm trong tro thủy tinh còn lại cao gấp 4 - 10 lần so với trong than chưa đốt.

Cần lưu ý rằng những nồng độ này vẫn thấp hơn nhiều so với quặng thương mại. Tuy nhiên, tinh chế tro than không đòi hỏi khai thác mới vì nó sử dụng lượng vật liệu đã được đào lên trước đó. Do vậy, việc này vẫn rất đáng để đầu tư.

Đãi tro tìm đất hiếm

Dưới sự đồng dẫn dắt của Scanlon và nhà địa chất Robert Reedy, nhóm nghiên cứu đã tổng hợp dữ liệu suốt nhiều thập kỷ về thành phần tro, hiệu suất khai thác và vị trí lưu trữ chất thải trên khắp nước Mỹ. Họ ước tính có khoảng 11 triệu tấn đất hiếm nằm trong các bãi tro có thể tiếp cận từ năm 1985 - 2021, gần gấp 8 lần lượng trong trữ lượng đất hiếm hiện tại của Mỹ.

Tổng giá trị lý thuyết của 15 nguyên tố lanthanide trong toàn bộ tro than của Mỹ vào khoảng 56 tỉ USD. Tùy thuộc vào từng địa điểm, 30 - 70% số tro than này có thể tiếp cận được, làm giảm tổng giá trị trong lượng tro tiếp cận được xuống còn 14 tỉ USD. Những lanthanide có thể khai thác được một cách khả thi từ lượng tro đó có giá trị lên đến 8,4 tỉ USD, theo tính toán của nhóm.

Tuy nhiên, khi cộng thêm yttri và scandium, tổng giá trị tăng vọt lên 165 tỉ USD, trong đó 97 tỉ USD có thể thu hồi được. Tất cả những điều này phần lớn vẫn mang tính lý thuyết; các phương pháp chiết xuất vẫn đang được nghiên cứu. Nhưng kho báu tiềm năng này đủ giá trị để các nhà khoa học và chính phủ Mỹ xem xét một cách nghiêm túc.

Các nhà nghiên cứu kết luận: “Bên cạnh việc củng cố an ninh năng lượng của Mỹ thông qua phát triển nguồn đất hiếm trong nước, giá trị kinh tế từ việc sản xuất đất hiếm có thể giúp bù đắp chi phí xử lý các bãi tro hoặc hồ chứa tro không lót đáy tại những khu vực dễ bị tổn thương về môi trường. Tiềm năng phát triển nguồn đất hiếm từ tro than nên được đánh giá trên quy mô toàn cầu ở các quốc gia có sẵn lượng tro than”.

Có nhiều phương thức khác có thể dùng để tìm nguồn đất hiếm, nhưng nhiều phương thức trong số đó cũng gặp khó khăn trong việc khai thác. Những năm gần đây, các nhà khoa học gợi ý rằng núi lửa có thể là một nguồn khoáng sản đất hiếm dồi dào.

Nhà địa chất Michael Anenburg từ Đại học Quốc gia Australia giải thích trên The Conversation: “Những núi lửa giàu sắt đã tắt thường được khai thác để lấy quặng sắt. Kết quả của chúng tôi cho thấy những mỏ đã tồn tại ở những vị trí như vậy có thể được điều chỉnh để sản xuất đất hiếm”.

Một nguồn khác là thực vật. Trong một nghiên cứu được công bố chỉ trong tháng này, các nhà khoa học phát hiện một loài dương xỉ sở hữu năng lực phi thường ẩn trong mô của nó: khả năng thu gom và tích trữ đất hiếm từ đất giàu kim loại, tự nhiên tách chiết tài nguyên từ lòng đất.

Nhà khoa học địa chất Liuqing He thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và các cộng sự viết trong nghiên cứu: “Đất hiếm là kim loại thiết yếu cho năng lượng sạch và công nghệ cao, nhưng nguồn cung của chúng đang đối mặt với những thách thức môi trường và địa chính trị”.

“Phytomining - chiến lược xanh sử dụng các loài thực vật siêu tích tụ để lấy kim loại từ đất - mang lại tiềm năng cho nguồn cung đất hiếm bền vững, nhưng vẫn chưa được khai thác đầy đủ”.

Trong khi các nhà khoa học tiếp tục khám phá những cơ hội này, không có gì nghi ngờ về việc thế giới sẽ phải lựa chọn thật cẩn trọng cách khai thác những nguyên tố quý giá ấy.

Bùi Tú

Nguồn Một Thế Giới : https://1thegioi.vn/nuoc-my-dai-tro-tim-kho-bau-dat-hiem-241707.html