Tiểu luận hiện trạng công nghiệp tách các nguyên tố đất hiếm ở việt nam

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI

--------

BÀI TẬP LỚN MÔN NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM
ĐỀ TÀI: Hiện trạng công nghệ tách các nguyên tố đất hiếm

ở Việt Nam
Giảng viên hướng dẫn : PGS. TS. Đặng Thị Thanh Lê
Môn
: Nguyên tố đất hiếm
Học viên thực hiện : Nguyễn Thị Huệ
Lớp
: Cao học Kỹ thuật hóa học
Khóa
: 4 đợt 2

MỤC LỤC
1


DANH MỤC HÌNH ẢNH

DANH MỤC BẢNG

DANH MỤC VIẾT TĂT
STT

Từ Viết tắt

Viết tắt

1

Nguyên tố đất hiếm

NTDH

2

Đất hiếm

DH

2


MỞ ĐẦU
Đất hiếm là loại khoáng sản được nhiều nước trên thế giới xếp vào loại
khoáng sản chiến lược, có giá trị đặc biệt không thể thay thế và đóng vai trò cực kỳ
quan trọng trong các ngành công nghệ cao. Những tác dụng của đất hiếm bắt đầu
được khám phá trong thập niên 60. Đa số chúng được dùng trong lĩnh vực công
nghiệp và quốc phòng. Trong những năm 70 của thế kỷ 20, các nhà khoa học đã
nghiên cứu ứng dụng các nguyên tố đất hiếm trong lĩnh vực nông nghiệp. Nguyên
tố đất hiếm được dùng để xử lý hạt giống, sản xuất phân bón,…góp phần làm tăng
năng suất và chất lượng nông nghiệp, tăng hiệu quả kinh tế.
Việt Nam là nước có tiềm năng về đất hiếm, tổng tài nguyên dự báo là 10
triệu tấn và trữ lượng gần 1 triệu tấn. Tuy nhiên công nghệ khai thác của chúng ta
còn lạc hậu, và chỉ dừng lại ở khai thác bán nguyên liệu thô chưa qua chế biến,
thành ra có giá trị rất thấp. Vì vậy trong nhưng năm gần đây chúng ta đã tiến hành
hợp tác với Nhật Bản và Hàn Quốc phát triển công nghệ chế biến chế biến quặng

đất hiếm.
Để biết hơn chi tiết về hiện trạng công nghệ tách các nguyên tố đất hiếm, em
đã lựa chon đề tài: “ Hiện trạng công nghệ tách các nguyên tố đất hiếm ở Việt
Nam”

Page 3


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÁC NGUYÊN TỐ ĐẤT HIẾM
1.1. Sơ lược nguyên tố đất hiếm
Các nguyên tố đất hiếm (NTĐH) bao gồm 17 nguyên tố: Scandi (Sc), Ytri
( Y), La và 14 nguyên tố họ lantanit (Ln). Họ lantanit bao gồm các nguyên tố sau:
xeri (Ce), praseođim (Pr), neodim (Nd), prometi (Pm), samari (Sm), europi (Eu),
gadolini (Gd) , tecbi (Tb), dysprosi (Dy), honmi (Ho), ecbi (Er), tuli (Tm), ytecbi
(Yb) và lutexi (Lu) có số thứ tự từ 58 đến 71 được xếp vào cùng 1 ô với Lantan
( số thứ tự 57) trong bảng tuần hoàn nguyên tử Medeleev.

Hình 1: Các nguyên tố đất hiếm trong bảng tuần hoàn nguyên tử Medeleev
Một số đặc điểm cơ bản của nguyên tố đất hiếm được trình bày trong bảng 1

Bảng 1: Một số đặc điểm của nguyên tố đất hiếm
Page 4


Số oxi hóa

HLTB
trong vỏ
trái đất
(ppm)

Các oxit

44,956

0, +3

-

Sc2O3: trắng

Y

88,905

0, +3

29,00

Y2O3: trắng

Lantan

La

138,91

0, +3, +4

29,00

La2O3: trắng

58

Xeri

Ce

140,13

0, +3, +4

60,00

59

Prazeodim

Pr

140,92

0, +2, +3, +4

9,00

Pr5O11(Pr3O3): lục
đen

60

Neodim

Nd

144,27

0, +3, +4

37,00

Nd2O3: hồng

61

Prometi

Pm

145

0, +3, +4

-

-

62

Samari

Sm

150,35

0, +2, +3, +4

8,00

Sm2O3: nâu

63

Europi

Eu

152,0

0, +2, +3

1,30

EuO: trắng

64

Gadolini

Gd

157,26

0, +3

8,00

Gd2O3: không màu

65

Tebi

Tb

158,93

0, +3, +4

2,50

Tb4O7: đen

66

Điprozi

Dy

152,51

0, +3, +4

5,00

Dy2O3: vàng nhạt

67

Honmi

Ho

164,94

0, +3

1,70

Ho2O3: vàng

68

Eribi

Er

167,27

0, +3

3,00

Er2O3: hồng

69

Tuli

Tm

168,94

0, +2, +3, +4

0,50

Tm2O3: lục nhạt

70

Ytecbi

Yb

173,04

0, +2, +3

0,33

YbO: trắng

71

Lutexi

Lu

174,99

0, +3

0,50

Lu2O3: trắng

Số hiệu
nguyên
tử

Kí
hiệu

Khối
lượng
nguyên tử

Tên nguyên

tố

21

Scandi

Sc

39

Ytri

57

Ce2O3: trắng
CeO2: vàng nhạt

1.1.1. Sơ lược về lịch sử phát hiện các nguyên tố đất hiếm
Tên đất hiếm đã đưa vào ngành hóa học hơn 100 năm nay. Người ta gọi các
oxit kim loại là các đất ( đất hiếm). Phân lớn cách gọi tên các nguyên tố đất hiếm
gắn liền với tên người tìm kiếm hoặc địa điểm khám phá ra nguyên tố đất hiếm.
- Năm 1787: Arrhenius ( Trung úy quân đôi thủy điển): Khởi đầu sự khám phá ra
dãy nguyên tố đất hiếm đó là mẫu quặng đen tại vùng mỏ Ytecbi.

Page 5


- Năm 1797: A.G. Ekeberg (Đức) đề nghị đặt tên quặng trên là Gadolinit ( tên nhà
hóa học tách đực quặng trên) và quặng được tách ra gọi là Ytria
- Năm 1803: M.H. Klaproth ( Đức) và Berzelius ( Thụy điển) cùng Wilhem

Hisinger tách mẫu quặng ở vùng mỏ Bastmas ( Thụy Điển) và đặt tên là Ceria.
Tại thời điểm đó người ta tin rằng hai đất Ytria và Ceria có nguồn gốc từ các
nguyên tố thuần túy, nhưng những nghiên cứu sau này chỉ ra rằng mỗi đất là một
phức hợp các oxit. Việc tách ra toàn bộ các nguyên tố của hai hỗn hợp rất khó khăn
trong nhiều thập kỷ.
Dưới đây là quá trình lịch sử tách của hai hất Ytria và Ceria [1]

Cerit

Cerit

A.F. Cronstedt (1751)

M.H. Klaproth và J. Berzelius (1803)

J. Berzelius (1814)
Ceri

C.G. Monsander (1839 – 1841)
Page 6


Didymia

La
L.de Boisbaudraw (1879)

1885
Gadolini

Samaria

C.A.von
Welsbach

E.A. Demarsay
1879

Sm

Pr

Eu

Nd

Hình 2: Sơ đồ lịch sử tách ceria (Nhóm đất cerit- nhóm đất hiếm nhẹ)

Gadolinit

Arrhenius (1787)

J.Gadolin (1794)
Samaria
C.G.Mosander (1843)
J.Berzelius (1814)
Ytri (Y)

M.Delafontaine
và J.C.G.de marignac

Tecbia
Page 7

Ecbia


M. Marignac (1880)

M.Delafontaine
và J.C.G.de marignac
(1878)

Gadolini
(Gd)

Tebi (Tb)
P.T. Cleve (1879)

Ytecbia
(1880)
Ytecbi (Yb)

Honmia
1879

Scandi (Sc)

P.T. Cleve (1879)
Honmi (Ho)

1905
Lutexi ( Lu)

P.T. Cleve (1879)
Tuli (Tm)

L.de Boisbaudraw (1886)
Điprozi (Dy)

Hình 3: Sơ đồ lịch sử tách Ytrria (Nhóm đất hiếm nặng)
1.1.2.
a.

Trữ lượng nguyên tố đất hiếm trên thế giới và Việt Nam
Trữ lượng nguyên tố đất hiếm trên thế giới

Theo các số liệu thống kê của Cơ quan khảo sát địa chất Anh – BGS
( British Geological Survey) tổng tài nguyên đất hiếm trên toàn thế giới là 150
triệu tấn, trữ lượng là 99 triệu tấn, trong đó Trung Quốc chiếm 57,72 %, Mỹ chiếm
9,08%, Australia là 3,76%, Cộng đồng các quốc gia độc lập (CIS): 13,62%, Ấn
Độ: 0,84%, Brazil: 0,05%, Malaysia: 0,02%, các nước khác ( Hàn quốc, Việt Nam,
Mozambique, Triều Tiên, Indonesia, Kyrgyzstan) chiếm 14,94%. Năm 2009, sản
lượng đất hiếm đạt 124.000 tấn, trong đó, Trung Quốc chiếm 97%, Ấn độ: 2,2%,
Brazil 0,5% và Malaysia 0,3%
Hiện nay, Trung Quốc sở hữu hai nguồn đất hiếm chính, được khai thác từ mỏ
quặng sắt Bayan Obo thuộc khu Tự trị Nội Mông và khoáng sàng sét hấp thụ iôn
Page 8


cấp thấp tại các tỉnh phía nam Trung Quốc như Jiangxi, Quangdong, Hunan,

Quangxi và Fujian được phát hiện vào năm 1927. Theo các số liệu thăm dò, khu
vực khoáng sàng này có trữ lượng 470 triệu tấn quặng sắt, 40 triệu tấn khoáng hóa
có hàm lượng 3,5% - 4% đất hiếm, 1 triệu tấn Nb 2O5 và 150 triệu tấn florua. Các
thân quặng dạng tầng và dạng thấu kính nằm xen giữa các lớp đất đá đôlomit, đá
vôi, đá phiến và thạch anh (đá quaczit).
Tại Mỹ, hai khu vực khai thác đất hiếm lớn nhất sẽ được tiến hành khai thác
trở lại là Mountain Pass (bang California) và Pea Ridge (bang Missouri). Mỏ
Mountain Pass do tập đoàn Molycorp Minerals khai thác, đạt sản lượng 19.050 tấn
oxit đất hiếm/năm, đồng thời sẽ hợp tác với các công ty khác trong việc sản xuất ra
các sản phẩm nam châm tổng hợp neođim – sắt – Bo có độ bền cao. Khu mỏ có trữ
lượng tin cậy 40.000 tấn oxit đất hiếm với hàm lượng 9,38% và trên 962.000 tấn
oxit có hàm lượng 8,2%. Mỏ quặng sắt Pea Ridge do Công ty tư nhân Wings Iron
Ore khai thác từ năm 2001. Tuy nhiên, các thân quặng tại khu mỏ Pea Ridge cũng
chứa đất hiếm, đều dưới dạng apatit (đá photphat) trong thân quặng chính và trong
các ống quặng rời, hàm lượng cao. Quan trọng hơn nữa, Pea Ridgecó tỷ lệ đất hiếm
nặng (samari, ơropi, gadolini, tecbi và ytri) cao hơn so với các nguồn đất hiếm
khác, kể cả Mountain Pass, Bayan Obo và Mount Weld thuộc khu vực miền Tây
Australia. Việc khai thác trở lại của khu mỏ này có thể được bắt đầu vào năm 2012
và khi sản xuất ổn định, mỏ có thể đạt sản lượng 42.000 tấn apatit/năm và 1.900
tấn oxit đất hiếm/năm.
Tại khu vực miền Tây Australia, dự án khai thác mỏ đất hiếm Mount Weld
của Tập đoàn Lynas được tiến hành khai thác thử nghiệm từ năm 2008. Theo đánh
giá sơ bộ, khu mỏ này có tổng trữ lượng 17,59 triệu tấn oxit đất hiếm hàm lượng
8,1% (tương đương 7,9% lantanit), được chia làm hai khu vực khai thác, khu
Trung tâm có trữ lượng 9,88 triệu tấn và khu Duncan có trữ lượng 7,62 triệu tấn và
khu Duncan chỉ có hàm lượng 4,8% nhưng lại có tỷ lệ các kim loại đất hiếm nặng
cao.
Tại miền Bắc Canada, theo các số liệu khảo sát, khu vực mỏ Nechalacho có
trữ lượng 14,48 triệu tấn và 175, 5 triệu tấn khoáng hóa lần lượt có hàm lượng
1,82% và 1,43% oxit đất hiếm. Khoáng sàng đất hiếm Nechalacho còn có chứa các

hợp chất khoáng hóa như tantali (Ta), niobi (Nb), gali (Ga) và ziriconi (Zr). Một
nghiên cứu tiền khả thi đầu năm 2010 cho thấy, với sản lượng 10.000 tấn oxit đất
Page 9


hiếm/năm cùng các loại khoáng hóa kể trên, mỏ hầm lò Nechalacho có khả năng
khai thác trong 18 năm.
Bảng 2: Trữ lượng và sản xuất đất hiếm trên thế giới năm 2009[2]

Nước

Hoa Kỳ

Sản xuất
(Tấn)

Tỷ
lệ
%

(Triệu tấn)

Tỷ
lệ %

Trữ lượng tài
nguyên
(Triệu tấn)

Tỷ

lệ %

13,0

13

14,0

9,3

36,0

36

89,0

59,3

Nga và các nước
thuộc Liên Xô cũ

19,0

19

21,0

14

Autralia

5,4

5

5,8

3,9

3,1

3

1,3

1

23

12,5

Trung Quốc

0

Trữ lượng
khai thác

120.000

97

Ấn Độ

2.700

Braxin

650

0,05

0,05

Malaixia

380

0,03

0,03

Các nước khác

270

22,0

22

124.000

99

Tổng cộng

2

154

b. Trữ lượng nguyên tố đất hiếm ở Việt Nam
Theo thống kê của Viện Khoa học Địa chất và khoáng sản , đất hiếm ở Việt
Nam tập trung chủ yếu ở Tây Bắc Bộ với với bốn mỏ lớn gồm các mỏ Đông Pao,
Nậm Xe (Lai Châu), Yên Phú (Yên Bái) và Mường Hum - Nậm Pung (Lào Cai )
tổng tài nguyên trữ lượng đạt gần 10 triệu tấn đứng thứ 3 trên thế giới sau Trung
Quốc (36 triệu tấn) và Mỹ (13 triệu tấn).
Theo “Báo cáo tổng kết kết quả thực hiện đề tài hợp tác KH&CN theo Nghị
định thư Việt Nam – Hàn Quốc” với đề tài “ Xử lý chế biến quặng Đất hiếm Việt
Nam” (do PGS.TS. Lê Bá Thuận làm chủ nhiệm, thực hiện năm 2007), Việt Nam
có nguồn đất hiếm lớn ở Yên Phú và Đông Pao giàu nguyên tố đất hiếm (ĐH) phân
nhóm trung và đất hiếm phân nhóm nặng và mỏ đất hiếm Đông Pao giàu nguyên tố
đất hiếm nhóm nhẹ. Quặng bastnaesite được phát hiện thấy ở Đông Pao, Bắc Nậm
Xe và Nam Nậm Xe thuộc huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu với trữ lượng 984.000
tấn ôxit đất hiếm. Tổng trữ lượng tiềm năng của 3 mỏ này là cỡ 20 triệu tấn.
Khoáng vật xenotime cũng được tìm thấy ở Yên Phú, Yên Bái. Hàm lượng trung
Page 10


bình tổng ĐH trong trong quặng ở Yên Phú là 1% với tổng trữ lượng là 18 nghìn
tấn. Quặng đất hiếm Yên Phú giàu về nguyên tố đất hiếm phân nhóm trung và phân

nhóm nặng. Sự phân bố các mỏ đất hiếm được thể hiện trong hình 5, và các khu
vực có tiềm năng đất hiểm ở Việt Nam được thể hiện trong hình 4.

Hình 4: Sự phân bố một số khu vực có tiền năng đất hiếm ở Việt Nam

Page 11


Hình 5: Sự phân bố các mỏ đất hiếm ở Việt Nam
Tuy nhiên, Các kết quả nghiên cứu tìm kiếm từ năm 1958 đến nay đã phát
hiện được nhiều điểm tụ khoáng đất hiếm ở Lai Châu, Lào Cai và Yên Bái. Dù
nhiều bài báo ở Việt Nam đưa ra con số trữ lượng tài nguyên đất hiếm hiện có vào
khoảng 17 đến 22 triệu tấn, song trữ lượng khai thác theo như PGS-TS Nguyễn
Khắc Vinh chỉ là gần 1 triệu tấn. Báo Lao động ngày 29/10/2010, trích dẫn lời Thứ
trưởng Bộ Tài Nguyên và Môi trường Nguyễn Văn Đức cho biết về trữ lượng ĐH
ở Việt Nam trong cuộc họp báo giao lưu trực tuyến định kỳ lần thứ hai năm 2010
(diễn ra ngày 28/10/2010): “Hiện vẫn chưa thể xác định cụ thể là bao nhiêu và
đang trong quá trình chờ thăm dò, khảo nghiệm”.
1.2. Cấu trúc nguyên tử của các nguyên tố đất hiếm
1.2.1. Cấu hình Electron
- Cấu hình electron của Scandi, Ytri và Lantan:
Sc: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d1 4s2 hay [Ar] 3d1 4s2

21

Y: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d1 5s2 hay [Ar] 4d1 5s2

39
57

La: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f 14 5s2 5p6 5d1 6s2 hay [Xe] 5d1 6s2

- Cấu hình electron chung của các Lantanit:
1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 4f n 5s2 5p6 5dm 6s2
Trong đó : m= 0 hoặc 1
n: thay đổi từ 0 đến 14
Dựa vào đặc điểm xây dựng phân lớp 4f, các lantanit được chia thành hai phân
nhóm :
Nhóm Xeri hay nhóm Lantanit nhẹ:





Ce

Pr

Nd

Pm

Sm

Eu

Gd

4f2

4f3

4f4

4f5

4f6

4f7

4f75d1

hóm Tecbi hay nhóm Lantanit nặng:
Tb

Dy

Ho

Er

Tm

Yb

Lu

4f7+2

4f7+3

4f7+4

4f7+5

4f7+6

4f7+7

4f145d1

Page 12

N


Các nguyên tố đất hiếm khi được kích thích nhẹ, một (ít khi hai) trong các
electron 4f nhảy sang obital 5d, electron 4f còn lại bị các electron 5s 25p6 chắn với
tác dụng bên ngoài cho nên không có ảnh hưởng qua trọng đến tính chất của đa số
nguyên tố đất hiếm. Như vậy tính chất của NTĐH được quyết định chủ yếu bởi các
electron 5d16s2. Sự khác nhau trong kiến trúc nguyên tử chỉ ở lớp ngoài thứ 3 ít có
ảnh hưởng đến tính chất hóa học của nguyên tố nến các NTĐH rất giống nhau.
Ngoài những tính chất đặc biệt giống nhau, các NTĐH cũng có những tính chất
không giống nhau, từ Ce đến Lu một số tính chất biến đổi đều đặn và một số tính
chất biến đổi tuần hoàn.
Sự biến đổi đều đặn được giải thích bằng sự co lantanoit (là sự giảm bán
kính nguyên tử của chúng theo chiều tăng của số thứ tự nguyên tử). Nguyên nhân
của sự co là do sự tăng lực hút của các lớp eclectron ngoài (n=5 và n=6) khi điện
tích hạt nhân tăng lên từ La đến Lu. Sự co lantanoit làm cho nguyên tử của các
nguyên tố đứng sau La – Lu ở trong chu kỳ 6 có bán kính không khác mấy so với

nguyên tố cùng nhóm ở trong chu kỳ 5. Ví dụ, những cặp nguyên tố Zr – Hf, Nb –
Ta có bán kính thực tế bằng nhau v.v…. Chính vì vậy, những nguyên tố trong chu
kỳ 5 và 6 thuộc nhóm IV B, V B và VI B có tính chất giống nhau từng đôi một.
Sự biến đổi tuần hoàn tính chất của các lantanoit và hợp chất được giải thích
bằng việc điền vào các obitan 4f, lúc đầu mỗi obitan một electron và sau đó mỗi
obitan một electron thứ hai. Ví dụ sự biến đổi của tổng năng lượng ion hóa thứ
nhất, thứ hai và thứ ba của các lantanoit: năng lượng đó tăng từ La đến Eu là cực
đại rồi giảm xuống ở Gd và tiếp tục tăng lên đến Yb là cực đại và giảm xuống ở
Lu. Sự giảm sút đột ngột tổng năng lượng ion hóa ở Gd và Yb chứng tỏ sự dễ dàng
mất một electron d dư thừa so với cấu hình bền 4f7 và 4f14.
1.2.2. Một số tính chất quan trọng của nguyên tố đất hiếm
a. Trạng thái oxi hóa
Electron hóa trị của Lantanit chủ yếu là các electron 5d 1 6s2 nên số oxi hóa
bền và đặc trưng của chúng là +3. Tuy nhiên, chúng có thể tồn tại các số oxi hóa
+2, +4 do việc mất các electron ns2 hay (n-1)d, (n-2)f như những nguyên tố đứng
gần La (4f0), Gd (4f7) và Lu (4f14) có số oxi hóa biến đổi. Ví dụ như Ce (4f 26s2)
ngoài số oxi hóa +3 còn có số oxi hóa đặc trưng là +4. Đó là kết quả của việc
chuyển 2 electron 4f sang obitan 5d. Tương tự như vậy, Pr (4f 36s2) có thể có số oxi
Page 13


hóa +4 nhưng kém đặc trưng hơn so với Ce. Ngược lại, Eu (4f 76s2) có thể có số oxi
hóa +2, Sm (4f66s2) cũng có số oxi hóa +2 nhưng kém đặc trưng hơn. Điều tương
tự cũng xẩy ra trong nhóm Tecbi (Tb 4f96s2 và Dy 4f106s2) có thể có số oxi hóa +4,
Yb 4f146s2 và Tm 4f136s2 có thể có số oxi hóa +2.
Sự thâm nhập vào mức 4f thực chất nhưng kết quả lại ưu tiên trạng thái oxi
hóa +3. Có thể dựa vào ví dụ: Nếu trạng thại oxi hóa được ưu tiên thì trong dung
dịch nước khó xảy ra sự oxi hóa theo phương trình:
2Ln3+(aq) + ½ O2 + 2H+(aq) ↔ 2Ln4+(aq) + H2O
Và khó xảy ra phản ứng khử theo phương trình:

Ln3+(aq) + 1/2H2 ↔ Ln2+(aq) + H+(aq
Việc chuyển một nguyên tố từ trạng thái oxi hóa này sang trang thái oxi hóa
khác trong nước cần có 1 nặng lượng cần thiết để chuyển dịch electron của nguyên
tử hay ion ở dạng khí có số oxi hóa thấp sang trạng thái oxi hóa cao hơn và bằng
năng lượng giải phóng ra khi hai ion ở dạng khí kết hợp với nước tạo thành hidrat
Quá trình trên cho thấy rằng, các dạng hợp chất có số oxi hóa +4 và +2 đều
dần chuyển trở lại dạng số oxi hóa +3. Như vậy, trạng thái số oxi hóa +3 các
nguyên tố đất hiếm là phổ biến nhất do có sự phối hợp của của các dạng năng
lượng: năng lượng ion hóa, năng lượng hidrat hóa. Sự tồn tại các trạng thái oxi hóa
không phải +3 do năng lượng ở thể răn thuận lợi hơn trong dung dịch. Tuy nhiên, ở
mức độ nào đấy có sự hình thành các trạng thái oxi hóa khác nhau trong dung dịch.
Số oxi hóa của các nguyên tố họ Lantan cũng có sự biến đổi tuần hoàn:
+4
+3

Sm
La

Ce

Pr

Nd

Eu

Pm

Tm

Gd
Tb

Ho

Yb

Nu

Er

+2

Sự khác nhau về tính chất của các lantanoit có liên quan đến sự co lantanoit
và cách điền electron vào các obitan 4f tất nhiên là không lớn, Nhưng trên nền
chung của những tính chất rất giống nhau của các lantanoit, sự khác nhau về tính
chất có tầm quan trọng trong việc tách riêng các nguyên tố lantanoit ra khỏi nhau.

Page 14


Các lantanoit có hai tính chất vật lý quan trong là từ tính và sự hấp thụ ánh
sáng của các cation. Cả hai tính chất này đều có thể giải thích bằng cấu hình
electron và đều có thể quy về sự có mặt của các electron chưa ghép đôi. Đối với
các nguyên tố họ lantanoit có sự ưu tiên điền các electron độc thân vào bẩy obitan
4f, từ electron thứ 8 mới quay lại ghép đôi.
Do có các electron không ghép đôi và sự chuyển f-f xảy ra dễ dàng, vì vậy
màu sắc của các ion đất hiếm trên có liên quan đến số lượng electron độc thân.
Nhưng sự khác nhau về màu sắc giữa các ion đất hiếm có số ion hóa +3 và các ion
đất hiếm không có số oxi hóa +3 lại cho thấy nguyên nhân của trạng thái màu sắc

đó phức tạp hơn nhiều. Chẳng hạn các ion Ce 3+, Gd3+ và Yb3+ không màu và tất cả
đều có electron độc thân, các ion đất hiếm có số oxi hóa khác nhau chứa cùng số
electron độc thân lại có màu khác nhau. Sự khác nhau được đưa ra trong bảng 2

Bảng 3: Màu của các ion đất hiếm có cùng số electron độc thân
Ln3+

Màu

La3+
Eu3+
Gd3+
Lu3+

Không màu
Vàng nhạt
Không màu
Không màu

Số electron
độc thân
0
6
7
0

Các ion không
phải số oxi hóa +3
Ce4+
Sm2+

Eu2+
Yb2+

Màu
Da cam
Đỏ tím
Vàng nhạt
Màu lục

Các electron không cặp đôi không chỉ quyết định số oxi hóa và màu sắc, mà
còn quyết định cả từ tính của các nguyên tố đất hiếm. Đa số các ion Ln 3+ có tính
thuận từ, trừ các nguyên tố không có electron 4f hoặc đã điền đầy phân lớp 4f (Ln 3+
và Lu3+).
Các NTĐH ở dạng đơn chất là những kim loại màu trắng bạc, riêng Pr và Nd
có màu vàng rất nhạt. Ở trạng thái bột, chúng có màu từ xám đến đen. Đa số kim
loại kết tinh ở dạng tinh thể lập phương. Tất cả kim loại đều khó nóng chảy và khó
sôi. Một số hằng số vật lý quan trọng được thể hiện trong bảng 3:
Bảng 4: Một số thông số vật lý của cá nguyên tố đất hiếm
Kim loại
Ce
Pr
Nd

Nhiệt độ nóng
chảy ºC
804
935
1024

Nhiệt độ sôi

ºC
3470
3017
3210
Page 15

Nhiệt thăng hoa
kJ/mol
419
356
328


Pm
Sm
Eu
Gd
Tb
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu

1080
1072
826
1312
1368

1380
1500
1525
1600
824
1675

3000
1670
1430
2830
2480
2330
2380
2390
1720
1320
2650

301
207
178
398
389
291
301
317
232
152
410

Qua bảng nhận thấy nhiệt độ nóng chảy, nhiệt độ sôi, nhiệt độ thăng hoa của
các kim loại đất hiếm cũng biến đổi tuần hoàn theo điện tích hạt nhân. Các hằng số
đều có giá trị cực tiểu ở Eu (4f 76s2) và Yb (4f146s2), có lẽ vì trong đó chỉ có hai
electron 6s tham gia vào liên kết kim loại, còn các cấu hình bền 4f7 và 4f14 không
tham gia.
b. Bán kính nguyên tử và ion
Bán kính ion lantanit giảm dần từ La 3+ đến Lu3+, sự lấp đầy eletron dần vào
obitan 4f gây nên sự giảm đều đặn bán kính ion Ln 3+ và được gọi là sự co lantanit
hay còn gọi là sự nén lantanit. Hiện tượng co dần của lớp vỏ electron bên trong chủ
yếu là do sự che chắn lẫn nhau không hoàn toàn của các eletron 4f trong khi lực
hút của hạt nhân tăng dần. Sự co lantanit ảnh hưởng rất lớn đối với sự biển đổi tính
chất của các nguyên tố đất hiếm (NTDH) từ La đến Lu. Trong phân nhóm nhẹ thì
prometi (Pm) là nguyên tố mang tính phóng xạ.
Bảng 5: Một số đại lượng đặc trưng của NTĐH nhẹ [2]
Nguyên tố
La

Bán kính
Số TT
nguyên tử
nguyên tử
(A0)
57
1,877

Bán kính
ion
(A0)
1,061

Nhiệt độ
nóng chảy
ºC
920

Nhiệt độ Tỷ
sôi
khối
ºC
g/cm3
3464
6,16

Ce

58

1,825

1,034

804

3470

6,77

Pr

59

1,828

1,013

935

3017

6,77

Nd

60

1,821

0,995

1024

3210

7,01

Sm

62

1,802

0,964

1072

1670

7,54

Page 16


1.3.

Eu

63

2,042

0,950

826

1430

5,24

Gd

64

1,082

0,938

1312

2830

7,89

Sơ lược về một số hợp chất chính của NTĐH

Nguyên tố đất hiếm tồn tại ở dạng đơn chất và hợp chất:
- Ở dạng đơn chất là những kim loại hoạt động, chỉ kém kim loại kiềm và kiềm
thổ. Nhóm Xeri hoạt động hơn nhóm Tecbi. Kim loại ở dạng tấm bền ở trong
không khí khô. Trong không khí ẩm kim loại bị mờ đục nhanh chóng vì bị phủ
màng cacbonat bazơ được tạo nên do tác dụng với nước và khí CO2.
- Ở dạng hợp chất, nguyên tố đất hiếm tồn tại những dạng hợp chất sau:
a. Oxit của các NTĐH (Ln2O3)
Oxit của các nguyên tố này là những chất rắn vô định hình hay ở dạng tinh
thể, có màu gần giống như màu Ln 3+ trong dung dịch và cũng biến đổi màu theo
quy luật biến đổi tuần hoàn, rất bền nên trong thực tế thường thu các nguyên tố này
dưới dạng Ln2O3.
Ln2O3 là oxit bazơ điển hình không tan trong nước nhưng tác dụng với nước
nóng (trừ La2O3 không cần đun nóng) tạo thành hidroxit và có tích số tan nhỏ, tác
dụng với các axit vô cơ như: HCl, H2SO4, HNO3…, tác dụng với muối amoni theo
phản ứng:

Ln2O3

+ 6 NH4Cl

2 LnCl3 + 6 NH3

+ 3 H2O

Ln2O3 được điều chế bằng cách nung nóng các hydroxit hoặc các muối của các
NTĐH [7].
b. Hydroxit của NTĐH: [Ln(OH)3]
Hydroxit của NTĐH là những chất kết tủa ít tan trong nước, trong nước thể hiện
tính bazơ yếu, độ bazơ giảm dần từ La(OH)3 đến Lu(OH)3 , tan được trong các axit
vô cơ và muối amoni, không tan trong nước và trong dung dịch kiềm dư. Ln(OH) 3
không bền, ở nhiệt độ cao phân hủy tạo thành Ln2O3.
Ln(OH)3 →

Ln2O3 + H2O

Page 17


c. Các muối của NTĐH


Muối clorua LnCl3: Là muối ở dạng tinh thể có cấu tạo ion, khi kết tinh từ
dung dịch tạo thành muối ngậm nước. Các muối này được điều chế từ các
nguyên tố hoặc bằng tác dụng của Ln2O3 với dung dịch HCl; ngoài ra còn
được điều chế bằng tác dụng của CCl4 với Ln2O3 ở nhiệt độ 400 - 6000C
hoặc của Cl2 với hỗn hợp Ln2O3 và than. Các phản ứng:

2 Ln2O3 + 3 CCl4

→ 4 LnCl3 + 3CO2

Ln2O3 + 3C + 3Cl2



→ 3CO + 2LnCl3

Muối nitrat Ln(NO3)3 : Dễ tan trong nước, độ tan giảm từ La đến Lu, khi kết
tinh từ dung dịch thì chúng thường ngậm nước. Những muối này có khả
năng tạo thành muối kép với các nitrat của kim loại kiềm hoặc amoni theo
kiểu Ln(NO3)3. 2MNO3 (M là amoni hoặc kim loại kiềm); Ln(NO 3)3 không
bền, ở nhiệt độ khoảng 700ºC - 800ºC bị phân hủy tạo thành oxit. Ln(NO 3)3
được điều chế bằng cách hòa tan oxit, hidroxit hay cacbonat của các nguyên
tố đất hiế trong dung dịch HNO3
4 Ln(NO3)3

→ 2 Ln2O3

+ 12 NO2 + 3 O2

Muối sunfat Ln2(SO4)3 tan nhiều trong nước nước lạnh, cũng có khả năng
kiềm hay amoni ví dụ như muối kép Ln 2(SO4)3. 3Na2SO4. 12H2O. Muối Ln2(SO4)3
được điều chế bằng cách hoà tan oxit, hidroxit hay cacbonat của NTĐH trong dung
dịch H2SO4 loãng. Ngoài ra còn một số muối khác như: muối florua, muối
cacbonat, muối photphat, muối oxalat…, các muối này đều không tan. Chẳng hạn
như muối Ln2(C2O4)3 có độ tan trong nước rất nhỏ, khi kết tinh cũng ngậm nước
[5].

d. Một số hợp chất khác
Lantanoit trihalogenua (LnX3): Là những chất ở dạng tinh thể có cấu tạo ion.
Nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ sôi của chúng đều cao và giảm xuống tuef bromua
đến iodua. Các triflorua khan không tan trong nước còn các trihalogenua khan khác
hút ẩm và chảy rữa khi để trong không khí ẩm. Các triclorua khan có khả năng hấp
thụ khí NH3 tạo nên những amoniacat LnCl3.xNH3
Page 18


Hợp chất của Ln(II): Trạng thái oxi hóa +2 là đặc trưng đối với Eu và một
phần đối với Sm và Yb. Các hợp chất của Eu, Sm và Yb tương tự với hợp chất của
Ca, Sr và Ba. Các oxit LnO và hidroxit là hợp chất có tính bazơ. Cac muối
cacbonat và sunfat của Ln(II) đồng hình với muối tương ứng của Sr(II) và Ba(II)
và đều ít tan. Muối clorua là thường gặp hơn hết, tan trong nước cho dung dịch có
màu vàng lục hay không màu của ion [Eu(H2O)n]2+, màu đỏ máu của [Eu(H2O)2]2+
và màu vàng của [Yb(H2O)n]2+. Những ion này đều dễ bị oxi không khí oxi hóa,
Sm(II) và YB(II) còn có tác dụng với nước giải phóng hidro. [3, 4]
Hợp chất của Ln(IV): Trạng thái oxi hóa +4 là đặc trưng đối với Ce và một
phần đối với Tb và Pr. Những hợp chất của Tb(IV) và Pr(IV) đều kém bền hơn
những hợp chất của Ce(IV) nên là chất oxi hóa rất mạnh. Thế oxi hóa khử của các
cặp Tb4+/Tb3+ và Pr4+/Pr3+ là trên 3V, còn của Ce4+/Ce3+ là 1,6V. Vì vậy, hợp chất
cảu Pr(IV) và Tb(IV) không tồn tại được trong dung dịch nước, chúng oxi hóa
nước giải phóng oxi :
4Pr4+ + 2H2O = 4Pr3+ + O2 + 4H+
+ Xeri đioxit (CeO2) là chất dạng tinh thể màu vàng nhạt, có mạng lưới kiểu
CaF2. Nó khó nóng chảy (tnc là 2500oC), rất bền nhiệt và không tan trong nước. Sau
khi đã được nung, oxit đó trở nên trơ về mặt hóa học: không tan trong các dung
dịch axit và kiềm nhưng tác dụng khi đun nóng. Được dùng làm bột mài bóng đồ
thủy tinh.
+ Xeri(IV) hidroxit (Ce(OH)4) là chất dạng kết tủa nhầy, màu vàng, thực tế

không tan trong nước và có thành phần biến đổi CeO2.xH2O. Nó là bazơ yếu, yếu
hơn Ce(OH)3 cho nên muối của Ce(IV) bị thủy phân rất mạnh khi tan trong nước.
Do tính bazơ yếu đó, nó có thể kết tủa trong dung dịch có môi trường axit mạnh
pH ~ 1, trong khi Ln(OH)3 kết tủa trong môi trường có pH từ 6.5 (đối với
Ln(OH)3) đến ~ 8 (đối với La(OH)3). Điều kiện kết tủa khác nhau này được dùng
để tách xeri ra khỏi các NTĐH khác. Xeri là nguyên tố phổ biến nhất trong các đất
hiếm, thường chiếm trên 50% tổng lượng đất hiếm. Việc tách xeri ra trước làm cho
quá trình phân chia các đất hiếm còn lại trở nên ít phức tạp hơn nhiều.
+ Muối của xeri(IV): Không có nhiều, thường gặp hơn hết là CeF 4 ở dạng
tinh thể màu trắng, Ce(SO4)2 ở dạng tinh thể màu vàng, Ce(CH 3COO)4 ở dạng tinh
thể màu đỏ. Muối của xeri thường không bền, bị thủy phân rất mạnh trong nước
Page 19


nên ion Ce4+ chỉ tồn tại trong dung dịch có môi trường axit mạnh. Trong các muối
kết tinh được từ dung dịch nước, muối bền hơn là muối kép
(NH4)2[Ce(NO3)6].2H2O. Nó là chất dạng kết tinh màu đỏ - da cam, trong đó ion
Ce4+ có số phối trí bằng 12, mỗi ion NO3- là một phối tử hai càng, liên kết với ion
Ce4+ qua 2 nguyên tử Oxi. Các muối của Ce(IV) đều có tính oxi hóa tương đối
mạnh (EoC4+/C3+ = 1.61V). Trong hóa học phân tích, phản ứng khử Ce 4+ đến Ce3+
được dùng để chuẩn độ các chất khử.
1.4. Khả năng tạo phức của nguyên tố đất hiếm
- Khả năng tạo phức của các nguyên tố đất hiếm kém hơn các nguyên tố họ d vì
obitan 4f đang được diền electron ở các nguyên tố đất hiếm bị chắn bới lớp vỏ 5s2
5p6 , do đó sự xen phủ của chúng với các obitan chứa cặp electron của phối tử là
không đáng kể và do bán kính ion của các nguyên tố đất hiếm khá lớm nên tương
tác kim loại- phối tử là kém bền.
Các phối tử vô cơ có dung lượng phối trí thấp và điện tích nhỏ như: NO3-,
Cl- ,SCN- ,SO42-,... thường tạo phức yếu với các ion Ln 3+. Hằng số tạo phức nằm
trong khoảng 10-2-102. Phức chất bền hơn là phức chất với các phối tử hữu cơ như

axit cacboxylic, hiđroxiaxit, aminoaxit… và đặc biệt quan trọng là phức chất với
các phối tử vòng càng loại aminopolicacboxylic như: EDTA, DTPA, NTA… Hằng
số bền của các phức này lên tới ≥1020[3, 4]
- Sự tạo thành phức chất bền giữa nguyên tố đất hiếm và các phối tử hữu cơ có thể
được giải thích dưạ vào 2 yếu tố:
1. Hiệu ứng chelat có bản chất entropy, ví dụ với phối tử H 5DTPA phản ứng
tạo phức với Ln3+ xảy ra:
Ln(H2O)n3+

+

DTPA5- → Ln(H2O)(n-8)DTPA2- + 8H2O

Quá trình phản ứng làm tăng số tiểu phân từ 2 đến 9, entropy của phản ứng
tăng
2.

Liên kết giữa ion đất hiếm với phối tử chủ yếu mang ddawcjtinhs ion, vì vậy
điện tích âm của phối tử càng lớn, tương tác tĩnh điện của nó với ion đất hiếm
càng mạnh và do đó phức chất tạo thành càng bền. Đối với các phối tử có các
nguyên tử phối trí khác nhau, trong các phức chất của nguyên tố đất hiếm
Page 20


khuynh hướng tạo phức giảm dần theo thứ tự: O > N > S, còn ở các nguyên tố
họ d thứ tự là N > S > O.
- Một số phức chất của nguyên tố đất hiếm
Phức chất của lantanoit(III): Giống với ion Ca2+, ion Ln3+ có thể tạo nên với
những phối tử thông thường như NH 3, Cl-, CN-,… những phức chất rất không bền:
trong dung dịch loãng những phức chất đó phân li hoàn toàn, trong dung dịch đặc

chúng kết tinh ở dạng muối kép. Những phức chất bền của Ln 3+ là phức chất vòng
càng tạo nên với những phối tử hữu cơ có nhiều càng như axit xitric, axit tactric,
axit aminopoliaxetic. Những phức chất vòng càng này có độ bền tăng lên theo
chiều giảm của bán kính ion, nghĩa là từ Ce đến Lu. Khi tạo phức, ion Ln 3+ làm
biến đổi cấu tạo phân tử của phối tử nhiều càng như góc giữa liên kết và độ dài của
các liên kết,…Bởi vậy, sự khác nhau tuy rất ít về bán kính của các ion ở trong day
lantanoit có ảnh hưởng đến tính chất của các phức chất vòng càng mạnh hơn nhiều
so với các hợp chất đơn giản như hidroxit, nitrat, clorua. Sự khác nhau về độ bền
của các phức chất vòng càng của các lantanoit là cơ sở để tách riêng từng nguyên
tố đất hiếm ra khỏi hỗn hợp.
Phức chất của lantanoit(III) với axit xitric: Axit xitric là axit ba nấc, thường
được kí hiệu là H3Cit, có cấu tạo: H3C6H5O7
Axit xitric và muối xitrat tạo nên với ion Ln 3+ phức chất monoxitrat
LnCit.xH2O tan ít trong nước nhưng tan trong dung dịch natri xitrat nhờ tạo nên
phức chất đixitrato Na[LnCit2].yH2O tan trong nước. Những phức chất đixitrato là
những phức chất lần đầu tiên được sử dụng để phân chia hỗn hợp đất hiếm bằng
phương pháp trao đổi ion và ngày nay còn được tiếp tục dùng trong phân tích hóa
học
Phức chất của lantanoit(III) với axit etylendiamintetraaxetic: EDTA và
muối của nó tạo nên với các ion Ln 3+ những phức chất vòng càng có công thức
H[Ln(EDTA). Những phức chất này rất bền, hằng số bền của chúng biến đổi từ ≈
1015 ở Ce đến ≈ 1019 ở Lu. Ngày nay trong phân tích hóa học và công nghệ, người
ta sử dụng phức chất này để phân chia các nguyên tố đất hiếm bằng phương pháp
trao đổi ion.

Page 21


+ Hợp chất của Ln(IV): Trạng thái oxi hóa +4 là đặc trưng đối với Ce và
một phần đối với Tb và Pr. Những hợp chất của Tb(IV) và Pr(IV) đều kém bền hơn

những hợp chất của Ce(IV) nên là chất oxi hóa rất mạnh. Thế oxi hóa khử của các
cặp Tb4+/Tb3+ và Pr4+/Pr3+ là trên 3V, còn của Ce4+/Ce3+ là 1,6V. Vì vậy, hợp chất
cảu Pr(IV) và Tb(IV) không tồn tại được trong dung dịch nước, chúng oxi hóa
nước giải phóng oxi :
4Pr4+ + 2H2O = 4Pr3+ + O2 + 4H+
Xeri đioxit (CeO2) là chất dạng tinh thể màu vàng nhạt, có mạng lưới kiểu
CaF2. Nó khó nóng chảy (tnc là 2500oC), rất bền nhiệt và không tan trong nước. Sau
khi đã được nung, oxit đó trở nên trơ về mặt hóa học: không tan trong các dung
dịch axit và kiềm nhưng tác dụng khi đun nóng. Được dùng làm bột mài bóng đồ
thủy tinh.
Xeri(IV) hidroxit (Ce(OH)4) là chất dạng kết tủa nhầy, màu vàng, thực tế
không tan trong nước và có thành phần biến đổi CeO2.xH2O. Nó là bazơ yếu, yếu
hơn Ce(OH)3 cho nên muối của Ce(IV) bị thủy phân rất mạnh khi tan trong nước.
Do tính bazơ yếu đó, nó có thể kết tủa trong dung dịch có môi trường axit mạnh
pH ~ 1, trong khi Ln(OH)3 kết tủa trong môi trường có pH từ 6.5 (đối với
Ln(OH)3) đến ~ 8 (đối với La(OH)3). Điều kiện kết tủa khác nhau này được dùng
để tách xeri ra khỏi các NTĐH khác. Xeri là nguyên tố phổ biến nhất trong các đất
hiếm, thường chiếm trên 50% tổng lượng đất hiếm. Việc tách xeri ra trước làm cho
quá trình phân chia các đất hiếm còn lại trở nên ít phức tạp hơn nhiều.
Muối của xeri(IV): Không có nhiều, thường gặp hơn hết là CeF 4 ở dạng tinh
thể màu trắng, Ce(SO4)2 ở dạng tinh thể màu vàng, Ce(CH3COO)4 ở dạng tinh thể
màu đỏ. Muối của xeri thường không bền, bị thủy phân rất mạnh trong nước nên
ion Ce4+ chỉ tồn tại trong dung dịch có môi trường axit mạnh. Trong các muối kết
tinh được từ dung dịch nước, muối bền hơn là muối kép (NH 4)2[Ce(NO3)6].2H2O.
Nó là chất dạng kết tinh màu đỏ - da cam, trong đó ion Ce 4+ có số phối trí bằng 12,
mỗi ion NO3- là một phối tử hai càng, liên kết với ion Ce 4+ qua 2 nguyên tử Oxi.
Các muối của Ce(IV) đều có tính oxi hóa tương đối mạnh (E oC4+/C3+ = 1.61V).
Trong hóa học phân tích, phản ứng khử Ce 4+ đến Ce3+ được dùng để chuẩn độ các
chất khử.

Page 22


1.5. Ứng dụng của các nguyên tố đất hiếm
Đất hiếm được coi là tối quan trọng trong các ngành công nghiệp, đặc biệt là
công nghiệp công nghệ cao, công nghệ năng lượng “xanh”, và công nghệ quốc
phòng.
Thị trường kim loại đất hiếm phổ biến 7 loại sản phẩm chính:
+ Quặng monazit (monazit và các hợp chất thori)
+ Kim loại và hợp kim đất hiếm
+ Các hợp chất Ceri
+ Các oxit đất hiếm hỗn hợp
+ Clorit đất hiếm
+Oxit và các hợp chất đất hiêm
+ Hợp kim sắt Ceri
Những lĩnh vực sử dụng chính của các nguyên tố đất hiếm và hỗn hợp của chúng
tóm tắt như bảng 5
Bảng 6: Ứng dụng chính của các nguyên tố đất hiếm
Nguyên tố
đất hiếm

Ceri (Ce)

Dysprosi
(Dy)
Erbi (Er)
Europi (Eu)
Gadolini(Gd
)
Honmi (Ho)

Lantan (La)

Ứng dụng
Làm chất xúc tác, gốm, sứ, một hợp kim của kim loại đất hiếm được sử
dụng không chỉ cho đá đánh lửa trong bật lửa mà còn được sử dụng trong
thép thanh học, chất huỳnh quang và bột đánh bóng.

Làm gốm, sứ, chất huỳnh quang và ứng dụng hạt nhân, nam châm vĩnh
cửu.
Làm gốm, sứ, thuốc nhuộm kính, sợi quang học, ứng dụng hạt nhân và
laze
chất huỳnh quang
Làm gốm, sứ, kính, sự dò tìm và trực quang hóa ảnh y học quang học và
từ tính.
Làm gốm sứ, ứng dụng hạt nhân và laze
Làm chất xúc tác tự động : gốm sứ, kính, chất huỳnh quang, chất nhuộm
Page 23


Luteti (Lu)
Neodym
(Nd)
Praseodym
(Pr)
Promethi
(Pm)
Samari (Sm)
Scandi (Sc)

Terbi (Tb)

Tuli (Tm)
Ytecbi (Yb)
Ytri (Y)

Tinh thể đơn chất phát sáng, chất xúc tác, sản xuất huỳnh quang tia X đặc
biệt.

Làm chất xúc tác, máy lọc IR, laze, chất nhuộm và nam châm vĩnh cửu.
Làm gốm sứ, kính và chất nhuộm, nam châm vĩnh cửu.
Làm chất huỳnh quang, pin hạt nhân và dụng cụ đo lường thu nhỏ
Làm bộ học viba, ứng dụng hạt nhân và nam châm vĩnh cửu
Không gian vũ trụ, gậy bóng chày, ứng dụng hạt nhân, chất bán dẫn và
chiếu sáng.

Chất huỳnh quang, nam châm vĩnh cữu, pin nhiên liệu.
Làm trực quang hóa ảnh y học và ống chùm điện tử
Ứng dụng trong công nghiệp hóa học và nghề luyện kim
Sử dụng trong tụ điện, chất huỳnh quang, công nghệ rada và chất siêu
dẫn.

1.6. Một số nhà máy, dự án đầu tư sản xuất các nguyên tố đất hiếm ở Việt Nam
Công ty cổ phần đất hiếm toàn cầu (thuộc Tập đoàn Tuần Châu) và Công ty
Singapore Winglee Resources PTE Ltd(Singapore) đã ký kết hợp tác xây dựng nhà
máy chế biến và sản xuất đất hiếm công nghệ cao.Hai bên đã thống nhất thành lập
công ty liên doanh có tên gọi Công ty trách nhiệm hữu hạn Đất hiếm Quốc tế Việt
Nam-Singapore nhằm đầu tư xây dựng lên nhà máy chế biến và sản xuất đất hiếm
công nghệ cao tại Khu công nghiệp Việt Hưng,thành phố Hạ Long, tỉnh Quảng
Ninh. Nhà máy có diện tích 50.000m2; tổng số vốn đầu tư là35,5 triệu USD; vốn
điều lệ là 10 triệu USD, trong đó Tập đoàn Tuần Châu góp 5,1triệu USD chiếm
51% vốn điều lệ, còn lại là phía công ty Singapore.Sau khi được Chính phủ cho

phép, trong vòng 8 tháng nhà máy sẽ được xây dựng hoàn thiện và đi vào hoạt
động. Quy mô sản xuất những năm đầu sẽ đạt từ1.000-3.000 tấn/năm.

Page 24


Công ty cổ phần đất hiếm Việt Nam - VRec (doanh nghiệp 100% vốn của
Nhật Bản), đã khởi công nhà máy sản xuất hợp chất zirconium tại khu công nghiệp
Cái Mép thuộc huyện Tân Thành tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu (BR-VT). Công ty này
cho biết sẽ ðầu tý 1.030 tỉ ðồng ðể biến khu ðất rộng bốn héc ta thành nhà máy
chuyên sản xuất, chế biến sâu quặng zircon ðể sản xuất metasilicate và các loại hợp
chất zirconium. VRec cho biết trong giai ðoạn ðầu, nhà máy sẽ sản xuất zirconium
oxychloride với công suất 13.300 tấn/nãm và sodium metasilicate với công suất và
8.500 tấn/năm.[6]
Công ty Khai thác khoáng sản Lavreco cùng 2 tập đoàn Toyota Tsusho và Sojitz

của Nhật đã lập xong dự án đầu tư khai thác, chế biến đất hiếm mỏ Đông Pao. Nhật
Bản sẽ cung cấp các thiết bị tách kim loại đất hiếm và thiết bị xử lý nhiệt. Bên
cạnh đó, Nhật Bản cũng sẽ cử các chuyên gia địa chất tới Việt Nam để hướng dẫn
các kỹ sư Việt Nam cách phát hiện kim loại đất hiếm bằng cách sử dụng các hình
ảnh từ vệ tinh. Mỏ sẽ được khai thác lộ thiên, tuyển khoáng và thủy luyện có công
suất quặng nguyên khai là 1.088.000 tấn. [7]
Shin-Etsu Chemical (Nhật Bản): Xây dựng nhà máy phân loại và tinh chế
đất hiếm trên diện tích 80.000 m2 tại Khu công nghiệp Đình Vũ (Hải Phòng), hoạt
động (tháng 2/2013) với công suất 1.000 tấn/năm.[8]
Nhà máy tinh chế luyện kim - Công ty Cổ phần Đất hiếm Việt Nam tại KCN
Thuận Thành 3, Bắc Ninh có công suất là 1000 tấn/năm, chia ra làm 3 giai đoạn.
Sơ đồ công nghệ của nhà máy được trình bày ở phần sau.[10]

Page 25