title

Chất đất hiếm: R.E.E.

Thanh Trương Lacey
 
Trong tương lai, quốc gia nào làm chủ nguồn đất hiếm sẽ làm bá chủ về mặt công nghiệp kỹ thuật cao cấp trong nhiều lãnh vực.

*
Đất hiếm đang được dùng trong công nghệ có mức đòí hỏi kỹ thuật cao như pin điện cho xe hơi, các cơ phận điện tử quốc phòng và trong nhiều lảnh vực khác.    Đất hiếm được xem là “quý hơn vàng” vì có nó mới có thể chế tạo đươc những sản phẩn công nghệ cao.  Hiện nay Trung quốc có rất nhiều mỏ về đất hiếm và coi như đang ở vị thế “bá chủ hoàn cầu” về khoáng chất quý này và đang cố tình giảm lại mức xuất cảng làm ảnh hưởng rất nặng nề đế công nghệ kỷ thuật của Nhật và nhiều quốc gia tiên tiến khác.  Chúng ta thử tìm hiểu thêm về chất đất hiếm  hay R.E.E. này.                   

Chất đất hiếm, hay rare earth element, viết tắc là R.E.E., được định nghĩa là một kết hợp của 17 hoá chất , trong đó có hai chất có tên là Scandium, Yttrium và 15 chất Lanthanides.  Scandium và yttrium được xem là đất hiếm vì có nằm chung quặng mỏ với chất lanthanides và có cùng giá trị hoá học.

Dù có tên khác nhau nhưng các chất đất hiếm ( trừ chất có tính bất định cao là promethium ) thì các chất khác tương đối có nhiều trong vỏ trái đất.  Tuy nhiên vì do tính sở -hữu- điạ- chất, chúng không thể được tìm ở hình thức cô đọng và ít tốn kém.  Chính vì sự hiếm hoi của những khoáng chất này  nên chúng được gọi là “đất hiếm”.  Chất đầu tiên là gadoline được lấy ra từ một mỏ ở làng Ytterby, Thụy điển; nhiều chất khác được đặt tên lấy từ địa danh này, một số khác được lấy tên các khoa học gia đã tìm ra chúng.  Chúng được phân loại ra:

- Đất hiếm

- Kim loại đất hiếm

- Phần tử đất hiếm

- Ốc-xit đất hiếm

- Phần tử đất hiếm nhẹ

- Phần tử đất hiếm nặng.

Chất đất hiếm được thế giới biết đến từ khám phá “khoáng chất đen” tên ytterbite (được đổi thành tên là “gadolinite” năm 1800) do một sĩ quan tên Carl Axel Arrhenius vào năm 1787 tại một hầm mỏ đá ở làng Ytterby, Thụy điển.

Cho đến năm 1802, có hai chất đất hiếm nữa được tìm ra là yttrium và cerium và cả 30 năm nữa mơí tìm ra được những chất khác như ceria và ochroia.

Năm 1839, một nhà hóa học dùng nhiệt tách chất ceria và cho hoà tan vào acid nitric và gọi tên nó là dung dịch muối lanthana và ông phải mất 3 năm nữa để tách lanthana thành chất didymia và lanthana ròng. 

Đến năm 1842 thì số chất đất hiếm được tìm ra là 6 chất.  Các chất đất hiếm thường được tìm ra chung với nhau.  Chúng khó tách rời ra khỏi nhau.  Hai chất tách ra được đầu tiên tìm ra ở thể tách rời là yttria ( năm 1794) và ceria (1802).  Quặng có chất cerium có ở nhiều nơi trên thế giới và hiện đang được đào xới.  Còn quạng có chất yttrium thì nhỏ và hiếm lại ít tập trung một chỗ.  Phần lớn quặng yttrium có ở miền Nam Trung quốc.  Có nơi có độ tập trung đến 65% chất yttrium oxide.  Khoáng chất eudialyte được tìm ra ở miền nam của Greenland có số lượng nhỏ nhưng có trử lượng rất cao chất yttrium.  Trong nhiều năm qua, nhiều quặng có các chất đất hiếm được tìm ra ở Brazil, Ấn độ, Úc và Nam Phi, ở Nga, California và China. 

Trong những năm vừa qua, chất đất hiếm được dùng trong kỹ thuật hiện đại ngày càng gia tăng đáng kể như trong các dụng cụ kỷ thuật, kể cả dụng cụ có tính siêu-dẩn, hợp kim, máy đánh bóng điện tử, các tác nhân tinh tế và các bộ phận trong xe hơi điện (phần chính yếu là cho pin và nam châm).   Ions của đất hiếm được trong ngành nhản khoa điện tử có tên là Nd:YAG laser.  Chất Erbrium được dùng trong quang sợi trong hệ thống truyền thông.  Chất đất hiếm cũng được dùng trong bóng điện cathode cho máy tv.  Chất euphorium làm cho màu của truyền hình CRT đẹp hơn.  Yttrium được dùng trong loại microwave có dĩa quay đựng thức ăn.  Chất đất hiếm oxides được thay thế trong việc hàn vì ít tiết ra chất độc.  Nhiều sản phẩm quôc phòng dùng các chất đất hiếm như: kính quan sát ban đêm, máy đo tầm xa, radar SPY-1 trang bị cho tàu chiến và cho hệ thống phóng ngư lôi của ngư lôi đỉnh Arleigh Burke.

Từ năm 1948, phần lớn đất hiếm trên thế giới được lấy từ Ấn và Brazil.  Trong những năm của 1950, Nam Phi chiếm điạ vị độc tôn.  Trong những năm của 1960 cho đến những năm của 1980, rặng nứi Mountain Pass ở California dẫn đầu sản xuất.  Ngày nay, Ấn và Nam Phi vẫn còn sản xuất nhưng không theo kịp China.  Hiện nay China sản xuất 97% lượng đất hiếm trên thế giới, phần lớn là ở Nội Mông cổ. Tất cả đầt hiếm nặng trên thế giới như chất dysprosium đều nằm ở China.  Năm 2011, Hội Đia chất Mỹ cho ra một tài liệu nghiên cứu là Hoa kỳ có 13 triệu thước khối  các chất đất hiếm.  Nhu cầu  mới hiện nay vượt quá mức cung, người ta e rằng thế giới sẽ sớm bị thiếu chất đất hiếm. 

Vì China hạn chế xuất cảng đất hiếm nên ngươì ta đi tìm những nguồn quặng  ở Úc, Brazil, Canada, Nam Phi và tại Mỹ.  Năm 2010 Việt Nam ký hợp đồng với Nhật để cung cấp đất hiếm ở phiá tây bắc tỉnh Lai Châu.   Một phương cách để lấy được đất hiếm là từ phế chất điện tử và từ các chất phế thải có chứa chất đất hiếm.

Việc khai mỏ, lọc và tái phục hoàn chất đất hiếm nếu không được quản trị đúng cách sẽ đem lại hậu quả nghiêm trọng cho môi trường.  Các chất như thorium và uranium, cũng như các chất acids độc đều tạo ra phóng xạ.  Tuy China đã đưa ra những biện pháp đối phó nhưng những nơi khai thác lớn như ở Baotu, thuộc Nội Mông Cổ, nơị tinh luyện hầu hết chất đất hiếm cho thế giới đang bị hũy hoại trầm trọng về môi trường. 

Viện dẫn  cớ này, China tuyên bố giảm đi mức sản xuất đất hiếm để tạo thành phẩm với chất  đất hiếm rồi bán ra với giá cao  thay vì bán ra nguyên liệu với giá rẽ cho các quốc gia khác.  Trong biến cố một tàu của Trung cộng bị Nhật bắt giữ hồi tháng Chín năm 2010, TC đã cấm xuất cảng chất oxides đất hiếm sang Nhật [nhưng lại không cấm xuất cảng thành phẩm tạo từ chất đất hiếm của mình!].  TC cũng đã giãm mức xuất cảng chất R.E.E. mỗi năm ở mức 40%, tương đương với 30.258 tấn./.
 
 - Thành phố cuả Bình Yên - Trung tuần tháng Hai, 2011