tìm hiểu về đất hiếm và các phương thức khai thác

MỞ ĐẦU

Được coi là “Vitamin của ngành công nghiệp hiện đại”, đất hi ếm (ĐH) được
dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: quốc phòng, hàng không vũ tr ụ , đi ện
công nghệ thông tin, công nghiệp hạt nhân, năng lượng m ới... Nó là tài nguyên
chiến lược quý và không thể tái sinh. Nếu không có các nguyên t ố ĐH, r ất nhi ều
nghệ hiện đại và các ứng dụng sẽ không thể thực hi ện được. Kim lo ại đ ất hi ếm
ở Việt Nam rất phong phú và nguồn gốc đều liên quan chẽ có các phức h ệ granit
và đá kiềm. Tại Việt Nam từ những năm 1960 , địa chất đã đánh giá trữ lượng
đất hiếm là khoảng 10 triệu tấn, nằm rải rác mỏ quặng vùng Tây Bắc , đ ặc bi ệt
xuất hiện nhiều ở Yên Bái, Lai Châu. Cụ mỏ đất hiếm Đông Pao, n ằm trên đ ịa
phận xã Bản Hon, huyện Phong Thổ, tỉnh Châu . Các nguyên tố đất hi ếm đến nay
chưa nghiên cứu được nhiều nhưng ràng là chúng có tri ển vọng và cần được
nghiên cứu công nghệ đầy đủ để tận khai thác nguyên liệu chính. Cần phải có
chính sách kinh tế thích hợp về nghiên cứu, tìm kiếm thăm dò và khai thác các
nguyên tố phụ như monazite, xenotim trong sa khoáng. Những nguyên t ố này v ề
quy mô ( hàm lượng, trữ lượng ) có thể nhưng giá trị kinh tế lại rất l ớn, có khi
không nhỏ hơn giá trị của khoáng sản chính.
Phần 1: Tổng Quan Về Đất Hiếm (ĐH)
1.1 Giới thiệu chung về các nguyên tố đất hiếm ( NTĐH)

Giới thiệu Theo định nghĩa của Bách khoa toàn thư, thì các nguyên t ố đất
hiếm (earth elements) và các kim loại đất hi ếm (rare earth metals) là t ập h ợp
nguyên tố hóa học thuộc bảng tuần hoàn hóa học, có tên gọi là Scandi Yttri và 14
trong 15 nguyên tố của của nhóm Lantan (ngoại trừ Promethi), có lượng rất nh ỏ
chứa trong vỏ trái đất. Người ta có thể tìm thấy các nguyên t ố hi ếm ở trong các
lớp trầm tích, các mỏ quặng và cát đen. Đất hiếm được sắp vào dạng hợp kim và
các hợp chất khác, chính xác là nam châm đất hi ếm từ d ạng khác nhau c ủa nam
châm. Các NTĐH còn gọi là các Lantanoit hay h ọ Lantan g ồm 15 nguyên t ố gi ống
nhau về mặt hoá học từ La (Z = 57) đến Lu (Z = 71) n ằm ở chu kỳ VI phân nhóm
1

phụ nhóm III trong bảng hệ thống tuần hoàn của Mendeleep, ngoài ra người ta
còn xếp Y ( Z = 39 ), Sc ( Z = 21 ) vào cùng các NTĐH.
Các NTĐH phân bố rải rác trong tự nhiên, người ra tìm được h ơn 100 lo ại
quặng có chứa đất hiếm, ngoài ra chúng còn được tìm thấy trong quy ển sinh v ật
, động vật, thực vật, trong các loại tảo, trong than đá...
Các NTĐH ở dạng nguyên chất là những kim loại có ánh kim, có th ể quan sát
màu sắc của NTĐH khi chúng mới bị cắt hoặc đập v ỡ. Tuy nhiên màu s ắc c ủa
chúng phụ thuộc vào hàm lượng tạp chất. Các NTĐH có nhi ệt đ ộ nóng ch ảy và
nhiệt độ sôi cao, chúng có độ cứng nhỏ nên khá dẻo, có th ể s ử d ụng ở d ạng b ột,
dạng thỏi hay dạng lá mỏng do ở dạng bột các NTĐH r ất ho ạt đ ộng hoá h ọc và
nguy hiểm nên người ta phải bao quan chúng rất cẩn thận .
Cấu hình electron chung của các NTĐH họ Lantanoit được bi ểu di ễn nh ư sau
n

: 4f 5s25p65dn6s2
Trong đó :
n - có giá trị từ 0√14
m - có giá trị từ 0√1
Lớp 4f có sự bổ sung điện tử theo thứ tự tăng d ần b ắt đ ầu t ừ Xeri đ ược l ấp
đầy 1 điện tử vào mức 40 cho đến 14 điện tử ở Lu . Trong khi các mức năng
lượng ngoài cùng vẫn giữ nguyên và không bị ảnh hưởng bởi lực hút của hạt
nhân do có sự che chắn của lớp 4f thì mức năng lượng 5d gần mức năng lượng 4f
bị ảnh hanna rất nhiều nên a loài nguyên tố có th ể ăn hoá thân điên t ử d ễ dàng
chuyển từ mức 4f lên mức 5d điều này giải thích tại sao mức oxi hoá phổ bi ến
của các NTĐH là +3. Nhưng ngoài ra người ta còn gặp mức oxi hoá + 4 ở Ce, Pr,
Tb và mức oxi hoá +2 ở Sm, Eu, Yb. Sự thay đổi số điện từ ở mức 5d và 4f d ẫn
đến một số khác biệt có tính chất tuần hoàn trong dãy các NTĐH nh ư tính bazo,
màu sắc, độ tan, dãy các NTĐH có bán kính ion giảm dần từ La đ ến Lu v ới s ự

tăng dân số nguyên từ Z. Sự cố Lantanoit là do sự tăng lực hút các l ớp electron
ngoài cùng khi điện tích hạt nhân tăng. Do các đi ện từ đi ền vào phân l ớp 4f anh
hưởng rất lớn đến sự biến đổi tính chất của các NTĐH từ La đến Lu. Tuy sự
khác nhau không lớn nhưng có ý nghĩa rất quan tr ọng đặc bi ệt là đ ể tách các
Lantanoit ra khỏi nhau.
Hình 1:Các nguyên tố ĐH trong Bảng tuần hoàn Men-đe-le-ép

2


Những nguyên tố ĐH được chia làm hai nhóm, nhóm nặng và nhóm nh ẹ, theo
trọng lượng nguyên tử và vị trí của chúng trong Bảng tuần hoàn.
Bảng 1: nhóm các nguyên tố ĐH theo số th ứ tự nguyên t ử, ng ười khám phá và
năm được khám phá.

3


Về mặt tự nhiên, các kim loại ĐH này có màu sắc từ ánh b ạc tới màu xám s ắt.
Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (tiếng Anh: United States Geological Survey, vi ết
tắt USGS) mô tả chúng là: “mịn đặc trưng, cán mỏng được, u ốn, kéo được và
phản ứng”. Không ngạc nhiên khi chúng có các đặc tính duy nh ất (xúc tác, hoá
học, điện tử, nguyên tử, từ tính và quang học), và nhất là tính đặc hi ệu và tính đa
dụng của chúng khiến chúng ngày càng trở nên quan tr ọng v ề m ặt kinh t ế, môi
trường và công nghệ. Tại sao chúng được gọi là kim loại "ĐH"? Có lẽ từ các
khoáng sản hoặc đất không phổ biến mà từ đó chúng đã được chiết xuất, hơn
nữa việc chiết tách những nguyên tố tinh sạch này rất khó. Ngoài ra, s ự tập
trung của chúng được phát hiện cho đến nay cũng ít phổ bi ến h ơn so v ới h ầu
hết các loại quặng khác. Trong vỏ Trái đất chúng có ở kh ắp n ơi v ới hàm l ượng
rất nhỏ, song đôi khi tập trung thành các tụ khoáng có quy mô khác nhau mà ta

thường gọi là mỏ ĐH.
1.2. Trữ lượng ĐH hiện nay trên thế giới
Trung Quốc và Hoa Kỳ là hai quốc gia đứng đầu, chi ếm h ơn 90% tổng l ượng
tài nguyên ĐH của thế giới. Quặng bastnaesite cũng ch ỉ có ở hai n ước trên là
đáng kể. Mỏ Baiyunebo, Trung Quốc, có trữ lượng lớn nhất thế gi ới chứa cả
bastnaesite và monazite. Về trữ lượng monazite, Ôxtrâylia đứng đầu th ế gi ới.
Theo số liệu của Bộ Đất đai và Tài nguyên Trung Quốc, trữ lượng ôxit ĐH c ủa
Trung Quốc đã được chứng minh là khoảng 83 triệu tấn. Trong đó tr ữ lượng ĐH
nhóm nhẹ là khoảng từ 50 đến 60 triệu tấn (năm 2008). Các chuyên gia, trong
đó có Lin Donglu, Tổng thư ký của Hiệp hội ĐH Trung Qu ốc (CSRE), cho r ằng,
trữ lượng ĐH chưa được khai thác tại Trung Quốc được ước tính là ít hơn 30%
của tổng trữ lượng ĐH của thế giới, thấp hơn so với ước tính. Zhao Zengqi, Ch ủ
4


tịch Viện Nghiên cứu ĐH Bao Đầu, cho biết tỷ lệ trữ lượng ĐH của Trung Qu ốc
trên tổng lượng trữ lượng trên thế giới đã giảm mạnh vì những thiệt hại, khai
thác, lãng phí tài nguyên ĐH tại Trung Quốc và những phát hi ện các m ỏ ĐH m ới
ở nước ngoài. Các nhà cung cấp ĐH Trung Quốc đã tham gia vào cu ộc c ạnh tranh

khốc liệt và bán giá thấp sản phẩm của mình.
Bảng 2: Trữ lượng và sản xuất ĐH trên thế giới năm 2009
Nguồn: U.S. Department of the Interior, Mineral Commodity Summaries, USGS,
2010.
Cần phân biệt rõ khái niệm "trữ lượng tài nguyên" và "trữ lượng khai thác".
Theo chuyên môn khai thác khoáng sản thì có rất nhi ều ki ểu đ ịnh nghĩa v ề tr ữ
lượng (C1, C2...). Mỗi kiểu trữ lượng có sai số nhất định. Ví dụ, quy định m ạng
thăm dò địa chất thì có cấp trữ lượng được tính dựa trên s ố mũi khoan cách
nhau 5m, nhưng cũng có cấp trữ lượng, con số này là 50m. Song, “trữ l ượng khai
thác” mới đánh giá được cụ thể lượng khoáng sản đó sẽ thu về là bao nhiêu, đem

lại lợi ích kinh tế như thế nào. Có thể hiểu đơn giản, “trữ lượng tài nguyên” mới
dừng ở mức thăm dò, tìm hiểu, đánh giá xem mình có khoảng bao nhiêu l ượng
tài nguyên. Còn trữ lượng khai thác thì cho bi ết g ần như c ụ th ể ta sẽ thu v ề bao
nhiêu. Hai khái niệm đó hoàn toàn khác nhau và sai s ố rất l ớn. Quy trình đ ể đ ưa
5


một khoáng sản lên được mặt đất bao giờ cũng phải trải qua vi ệc đánh giá tr ữ
lượng tài nguyên, nếu thấy có tiềm năng thì mới thăm dò đ ể đánh giá tr ữ l ượng
khai thác. Theo tài liệu của Cục Khảo sát Địa ch ất Hoa Kỳ công b ố liên t ục trong
nhiều năm gần đây thì thế giới có tổng tài nguyên ĐH là hơn 150 tri ệu tấn, trong
đó trữ lượng khai thác là 99 triệu tấn. Sản lượng khai thác hàng năm h ơn
120.000 tấn. Nếu tính cả nhu cầu tăng hàng năm là 5% thì thế gi ới vẫn còn có
thể khai thác ĐH đến gần 1000 năm nữa.
Thực tế cầu đất hiếm trên thế giới cũng không cao, mỗi năm chỉ cần sản xuất
khoảng 125.000 tấn. Sản lượng tiêu thụ năm 2010 ước tính là 125.000 tấn (giá
trị tương đương 2 tỷ USD) so với 85.000 tấn (500 triệu USD) vào năm 2003. Nhu
cầu tiêu thụ có thể còn tăng khoảng 70% trong 5 năm tới. Giá ĐH trung bình là
từ 9-11 USD/kg. Các nguyên tố ĐH trong nhóm nhẹ có giá trị thấp, trong khi đó
ĐH nặng thì giá trị rất cao.
Hình 2: Biểu

đồ giá ĐH từ năm

2002 đến 2010

Giá tinh quặng bastnaesite năm 2008 là 8,82 USD/kg, nh ưng ch ế bi ến sâu
thành sản phẩm hàng hóa giá ĐH rất cao. Kim loại ĐH tinh khi ết 99,99%, giá
khoảng 221.000 USD/kg europium, 145.000 USD/kg terbium. 11 Cầu thế gi ới về
ĐH năm 2008 là 124.000 tấn đạt giá trị 1,25 tỷ USD. Neodymium, dysprosium,

terbium, europium có cầu cao nhất. Europium, được sử dụng trong máy tính
xách tay và TV màn hình plasma, có giá tăng 170% sơ v ới năm 2009. Trong khi
6


neodymium, được sử dụng trong các nam châm cho các ổ đĩa cứng và các lo ại xe
điện hybrid.
Bảng 3: Tiêu thụ ĐH của một số nước năm 2008

1.3 Trữ lượng ĐH ở Việt Nam
Theo “Báo cáo tổng kết kết quả thực hiện đề tài hợp tác KH&CN theo Ngh ị
định thư Việt Nam – Hàn Quốc” - Xử lý chế bi ến quặng ĐH Vi ệt Nam (do PGS.TS.
Lê Bá Thuận làm chủ nhiệm, thực hiện năm 2007), Việt Nam có nguồn ĐH phong
phú, mỏ ĐH Yên Phú giàu nguyên tố ĐH phân nhóm trung và ĐH phân nhóm
nặng và mỏ ĐH Đông Pao giàu nguyên tố ĐH nhóm nhẹ. Ở n ước ta, qu ặng
bastnaesite được phát hiện thấy ở Đông Pao, Bắc Nậm Xe và Nam Nậm Xe thu ộc
huyện Phong Thổ, tỉnh Lai Châu với trữ lượng 984.000 tấn ôxit ĐH (cấp R1E).
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 bình tổng ĐH trong trong quặng ở Yên Phú là 1% v ới tổng tr ữ l ượng
cấp C1 + C2 là 18 nghìn tấn. Quặng ĐH Yên Phú giàu v ề nguyên t ố ĐH phân
nhóm trung và phân nhóm nặng. Tổng nguyên tố nhóm trung và nhóm n ặng lên
đến gần 50%

7


Hình 3: Phân bố một số khu vực có tiềm năng ĐH ở Việt Nam
Theo một công bố của Cục Địa chất và khoáng sản (Bộ Tài nguyên và Môi
trường), ĐH ở Việt Nam chủ yếu tập trung ở Tây Bắc với bốn mỏ lớn gồm các
mỏ Đông Pao, Nậm Xe (Lai Châu), Yên Phú (Yên Bái) và M ường Hum - N ậm Pung
(Lào Cai) với trữ lượng hàng triệu tấn. 37 Tuy nhiên, Theo PGS-TS Nguy ễn Kh ắc
Vinh (Tổng hội Địa chất Việt Nam), hiện chưa có nghiên cứu nào đánh giá t ổng
thể về trữ lượng ĐH ở Việt Nam. Các kết quả nghiên cứu tìm ki ếm từ năm 1958
đến nay đã phát hiện được nhiều điểm tụ khoáng ĐH ở Lai Châu, Lào Cai và Yên
Bái. Dù nhiều bài báo ở Việt Nam đưa ra con số trữ lượng tài nguyên ĐH hi ện có
vào khoảng 17 đến 22 triệu tấn, song trữ lượng khai thác theo nh ư 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 bi ết 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 th ể là
bao nhiêu và đang trong quá trình chờ thăm dò, khảo nghiệm”. Cũng theo PGS-TS
Nguyễn Khắc Vinh, được Báo Hà Nội mới trích dẫn ngày 5/11/2010, các nhà
khoa học Việt Nam đã có những nghiên cứu về ĐH cách đây hơn 50 năm. Nước ta
đã nghiên cứu sử dụng ĐH trong các lĩnh vực nông nghi ệp, ch ế tạo nam châm

vĩnh cửu, biến tính thép, chế tạo hợp kim gang, thủy tinh, b ột màu, ch ất xúc tác
trong xử lý khí thải ô tô... Tuy nhiên, những nghiên cứu ứng dụng ĐH vẫn dừng
lại ở mức phòng thí nghiệm và quy mô bán công nghiệp. Hằng năm, nước ta m ới
khai thác nhỏ với sản lượng vài chục tấn quặng Bastnaesit ở Đông Pao (Lai
Châu) và vài nghìn tấn quặng Monazit ở ven biển miền Trung đ ể xuất khẩu ti ểu
ngạch. Khó khăn lớn nhất trong khai thác ĐH chính là vi ệc chúng có ch ứa nguyên
tố rất độc, đặc biệt là nguyên tố có tính phóng xạ. Vì thế, nếu khai thác không
đúng cách sẽ gây ô nhiễm môi trường. Để khai thác, tuyển và ch ế bi ến ĐH đòi
hỏi quy trình công nghệ rất cao mà Việt Nam chưa th ể tự ch ủ được. Trong th ời
gian qua, Bộ KH&CN đã tăng cường hợp tác KH&CN v ới n ước ngoài nh ằm đ ẩy
mạnh công tác nghiên cứu khoa học và nâng cao trình độ KH&CN trong nước. B ộ
KH&CN đã ký Nghị định thư với Bộ KH&CN Hàn Quốc vào năm 2002 cho phép
thực hiện nội dung hợp tác về: “Xử lý chế biến quặng ĐH Việt Nam”. Hai c ơ quan
8


đối tác chính thực hiện nhiệm vụ này là: Viện Công ngh ệ Xạ hi ếm và Vi ện Khoa
học Địa chất và Tài nguyên Khoáng sản Hàn Quốc (Korea Institute of Geosciencee
and Mineral Resources – KIGAM, Korea). Nguồn cung ĐH nguyên li ệu duy nh ất
hiện nay cho công nghiệp Hàn Quốc là Trung Quốc. V ề lâu dài, cũng nh ư các
nước khác, Hàn Quốc mong muốn hợp tác với Việt Nam đ ể tìm hi ểu, nghiên c ứu
chế biến ĐH của Việt Nam nhằm mở rộng nguồn cung cấp ĐH.
Ngoài Hàn Quốc mong muốn hợp tác với Việt Nam để tìm hi ểu, nghiên cứu
chế biến ĐH của Việt Nam nhằm mở rộng nguồn cung cấp ĐH, Nh ật Bản cũng
đang có những hoạt động tích cực và có thể trở thành đ ối tác l ớn trong khai thác
ĐH ở Việt Nam. Từ năm 2000-2001, Công ty Khai khoáng kim loại Nhật Bản đã
khoan hơn 2.000m khoan thăm dò tại khu vực mỏ Đông Pao, đánh dấu sự có mặt
của người Nhật trong việc tìm kiếm nguồn ĐH ở Việt Nam. Giữa tháng 10-2007,
Bộ Tài nguyên và Môi trường đồng ý để Tổng công ty Dầu, khí và kim lo ại qu ốc
gia Nhật Bản (JOGMEC) tiến hành các hoạt động thăm dò tìm ĐH tại các t ỉnh Tây

Bắc. Ngay sau đó, Cục Địa chất - khoáng sản Vi ệt Nam và JOGMEC đã ký m ột
thỏa thuận ghi nhớ nhằm “điều tra cơ bản địa chất v ề các nguyên t ố ĐH đi kèm
với khoáng hóa vàng, đồng, ôxit sắt ở cả ba tỉnh: Lào Cai, Yên Bái và Lai Châu”.
Theo đánh giá của JOGMEC, Việt Nam là một nước có ti ềm năng ĐH l ớn nên vi ệc
điều tra này được JOGMEC nhấn mạnh là “rất quan trọng đối với Nhật Bản”.
Sở Tài nguyên và Môi trường tỉnh Lai Châu cho biết gần đây nhiều đoàn
chuyên gia đến từ Nhật tiếp tục trở lại những vùng có ti ềm năng ĐH lớn ở tỉnh
này. Trong đó, riêng Tập đoàn Công nghiệp than - khoáng sản Vi ệt Nam (TKV) đã
cùng đối tác Nhật Bản (hai công ty Toyota Tsusho và Sojitz) l ập xong báo cáo
nghiên cứu khả thi việc khai thác và chế biến ĐH thân quặng F3 Đông Pao
(huyện Tam Đường, tỉnh Lai Châu). Thân quặng này được thăm dò từ s ớm và
năm 1986 đã được phê duyệt đánh giá trữ lượng trên 1 tri ệu tấn, trong đó
khoáng chất có thể chế biến ĐH trên 8%.

9


1.4 Ứng dụng
Đất hiếm được coi là tối quan trọng trong các ngành công nghiệp, đặc bi ệt là
công nghiệp công nghệ cao, công nghệ năng lượng “xanh”, và công nghệ quốc
phòng. ĐH hiện diện trong nhiều thiết bị mà chúng ta sử dụng hàng ngày nh ư
điện thoại di động, máy tính, tivi, đèn compact.... Nếu không có các nguyên t ố
ĐH, rất nhiều công nghệ hiện đại và các ứng dụng sẽ không thể thực hi ện được.
ĐH có rất nhiều ứng dụng:
• Dùng để chế tạo các nam châm vĩnh cửu cho các máy phát đi ện;
• Dùng để đưa vào các chế phẩm phân bón vi lượng nhằm tăng năng su ất và
chống chịu sâu bệnh cho cây trồng;
• Dùng để chế tạo các nam châm trong các máy tuy ển từ trong công ngh ệ
tuyển khoáng;
• Dùng để diệt mối mọt, các cây mục nhằm bảo tồn các di tích l ịch sử;

• Dùng chế tạo các đèn catot trong các máy vô tuyến truyền hình;
• Dùng làm xúc tác trong công nghệ lọc hóa dầu và xử lý môi trường;
• Dùng làm vật liệu siêu dẫn;
• Các ion ĐH cũng được sử dụng như các vật liệu phát quang trong các ứng
dụng quang điện;
• Dùng trong công nghệ laser;
• Dùng trong công nghiệp chế tạo xe ôtô (hybid), pin, ổ cứng máy tính, tua
bin gió, điện thoại di động;
• Dùng trong lĩnh vực quân sự (chế tạo tên lửa, rada, xe tăng...), công nghi ệp
hạt nhân...
Các nguyên tố ĐH rất cần thiết cho công nghi ệp quốc phòng và được tìm
thấy trong tên lửa hành trình, các hệ thống radar.... Chúng cũng là chìa khóa cho
sự xuất hiện của công nghệ xanh như thế hệ mới của tua bin gió xe hybrid đi ện,
cũng như nhà máy lọc dầu, nơi chúng hoạt động như chất xúc tác.
1.4.1 Ứng dụng trong công nghiệp
ĐH đã trở thành loại nguyên liệu tối cần thiết cho các ngành công ngh ệ mũi
nhọn tại các quốc gia phát triển. ĐH có mặt trong hầu hết các s ản phẩm công
nghệ cao ngày nay từ chiếc máy nghe nhạc bỏ túi iPod cho đến xe h ơi, tên l ửa,
tàu vũ trụ… Nên nguồn tài nguyên này còn được ví như: “Vũ khí c ủa th ế k ỷ”,
10


“Vitamin của ngành công nghiệp hiện đại”, “muối của cu ộc s ống” v ới cu ộc cách
mạng công nghệ cao. Các chuyên gia ước tính 25% công nghệ mới dựa vào ĐH.
Mỗi nguyên tố này có cách sử dụng, giá trị và trữ lượng khác nhau.
Trong số 17 nguyên tố trên, neodymium và dysprosium là hai nguyên tố có
giá trị cao hiện nay bởi vì, chúng được sử dụng trong các xe ô tô và môt ơ trong
các đồ điện gia dụng. Hai nguyên tố này vô cùng cần thiết cho các thi ết bị ti ết
kiệm năng lượng dù chỉ cần có một lượng rất nhỏ. Ngược lại, người ta phải sử
dụng một số lượng lớn hai nguyên tố cerium và lanthanum để s ản xu ất các s ản

phẩm như kính chống tia cực tím (UV) của ô tô hoặc các nhà cao t ầng, làm ch ất
xúc tác cho các khí thải, các linh kiện điện tử và l ọc dầu.
1.4.2 Ứng dụng ĐH trong nông nghiệp
Việc ứng dụng ĐH trong nông nghiệp được tiến hành từ năm 1972 ở Trung
Quốc, với nhiều thí nghiệm quy mô nhỏ và lớn đã được ti ến hành. Kết qu ả thu
được cho thấy ĐH có ảnh hưởng tới hơn 20 loại cây trồng. Phương pháp phun
và ngâm hạt bằng dung dịch ĐH được coi là phù hợp hơn cả.
Trong quá trình khảo sát, các nhà nghiên cứu đã xác định đ ược l ượng ĐH
thích hợp dùng cho các loại cây khác nhau. Trung bình 1 gam ĐH đ ủ đ ể pha dung
dịch ngâm 10kg hạt giống, làm tăng năng suất 10%. Kết quả nghiên cứu về vai
trò sinh lý của ĐH cho thấy ĐH có khả năng làm tăng hàm l ượng cholorophyl và
thúc đẩy quá trình quang hợp. Đó là một trong s ố nh ững nguyên nhân chính làm
tăng năng suất và chất lượng sản phẩm thu hoạch. Từ năm 1990, phân bón vi
lượng ĐH được sử dụng ở hơn 20 tỉnh của Trung Quốc.
Có 3 loại phân bón vi lượng ĐH chính ở Trung Quốc: Changle-Yizhisu (CY) có
chứa các dạng nitrate ĐH; Nongte (NL) chứa các dạng chloride ĐH; và MAR (h ỗn
hợp các axit amoni) chứa 17 axit amoni cùng với các nguyên tố ĐH La, Ce, Pr và
Nd. Các nguyên tố ĐH đã được sử dụng trong phân bón nông nghi ệp của Trung
Quốc đã thể hiện được các yếu tố có lợi cho cây tr ồng. Ví dụ, chúng đã c ải thi ện
năng suất và chất lượng cho nhiều loại cây trồng.
Các nghiên cứu cũng nhắm vào những ảnh hưởng của ĐH về dinh dưỡng
trao đổi chất, quang hợp và khả năng chống stress của cây tr ồng. V ề m ặt sinh
thái, ĐH có tác dụng rõ rệt tới sự phát tri ển của lá và r ễ, rõ nh ất đ ối v ới cây h ọ
đậu. Phương pháp sử dụng ĐH trong nông nghiệp thay đổi tuỳ theo từng loại
cây, loại đất và điều kiện thời tiết.
11


Đối với loại cât thời vụ, nồng độ 0,01 – 0,03% là thích hợp. Ngược l ại, cây ăn
quả đòi hỏi nồng độ cao hơn: từ 0,05 – 0,10%. Sau khi phát hiện ra hi ệu ứng đ ối

với cây tròng, ĐH được sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc. Năm 1981, ch ỉ có 50.000
mẫu được xử lý bằng ĐH, đến năm 1987 đã có 13 triệu mẫu được xử lý b ằng
ĐH, tăng 260 lần. Năm 1987 đã có 20 loại cây trồng được xử lý ĐH. T ất c ả đ ều
cho năng suất thu hoạch cao hơn. Một số loại cây như bông, mía, c ủ c ải đ ường,
dưa hấu, cao su có năng suất tăng rõ rệt. 90% cây tr ồng trong đó có ngũ c ốc, rau,
cây ăn quả được xử lý bằng ĐH cho năng xuất từ 5- 19% hoặc cao hơn. So v ới
ruộng đối chứng, lúa nước và lúa mì được xử lý bằng ĐH có năng su ất tăng 8%,
lạc và đậu tương tăng 8-10%.

Phần 2: Công nghệ khai thác đất hiếm.
2.1 Khai thác Đất Hiếm trên thế giới.
Việc khai thác ĐH bắt đầu từ những năm 50 của th ế kỷ tr ước, tho ạt tiên là
những sa khoáng monazit trên các bãi bi ển. Vì monazit chứa nhi ều thorium (Th)
có tính phóng xạ ảnh hưởng đến môi trường nên việc khai thác bị h ạn ch ế. T ừ
năm 1965, việc khai thác ĐH chủ yếu diễn ra ở vùng núi Pass, California – Hoa
Kỳ. Đến năm 1983, Hoa Kỳ mất vị trí độc tôn khai thác vì nhi ều n ước đã phát
hiện mỏ ĐH. Trong đó, ưu thế khai thác dần nghiêng về phía Trung Quốc vì n ước
này đã phát hiện được ĐH. Đến năm 2004, vùng mỏ Bayan Obo của Trung Qu ốc
đã sản xuất đến 95.000/102.000 tấn ĐH của thế giới. Cho tới cuối thập niên 80,
Hoa Kỳ vẫn là nước sản xuất ĐH số 1 thế giới, nhưng sau đó trọng tâm d ịch
chuyển sang Trung Quốc. ĐH Trung Quốc càng có giá hơn khi công ty duy nh ất
còn khai thác ĐH ở Hoa Kỳ là Công ty Molycorp đóng cửa năm 2002. Hoa Kỳ và
Ôxtrâylia tuy sở hữu lần lượt 13% và 5% trữ lượng ĐH, nhưng đã ngừng khai
thác vì hai lý do: Ô nhiễm môi trường và không cạnh tranh đ ược v ới giá bán ĐH
của Trung Quốc. Trung Quốc sở hữu hơn 1/3 trữ lượng ĐH th ế gi ới, nh ưng năm
2009 sản xuất đến 97% sản lượng ĐH toàn cầu. Trong những năm qua, có 4 nước
khai thác ĐH đáng kể là Trung Quốc (120.000 tấn/năm, sử dụng trong nước là

12

70.000 tấn), Ấn Độ (2.700 tấn/năm, 2,1%), Braxin (650 tấn/năm), Malaixia (350
tấn/năm)...
Hình 4: Sản xuất oxit kim loại ĐH trên thế giới (đơn vị 1000 t ấn)
Chính sách cắt giảm xuất khẩu ĐH của Trung Quốc đã làm tăng các dự án khai
thác ĐH trên thế giới. Thực tế thì nhiều mỏ ĐH lớn đang được tri ển khai ở
Ôxtrâylia, Canađa và ở Hoa Kỳ. Nhiều nơi khác cũng có các m ỏ có tr ữ l ượng l ớn
như ở Nga, Ấn Độ, Braxin hay Mông Cổ. Nhưng tất cả các mỏ kể trên chỉ có th ể
thực sự đi vào khai thác sau năm 2014. Từ nay đến đó các nhà công nghi ệp
phương Tây có lẽ sẽ phải đôi ba lần “toát mồ hôi hột” vì nhu cầu của th ế gi ới v ề
ĐH sẽ còn tăng gấp đôi trong 5 năm tới. Trong thời gian trước đây, do các phí t ổn
khai thác ĐH quá cao, lại lo s ợ trước các tác h ại đ ối v ới môi tr ường, các n ước
phương Tây, mà cụ thể là Hoa Kỳ, đã đình chỉ sản xuất ĐH để dựa vào ngu ồn
cung ứng dồi dào và giá rẻ đến từ Trung Quốc. Có đi ều là v ới th ời gian, h ọ đã đ ể
cho Trung Quốc mặc nhiên độc quyền trong lĩnh vực ĐH. Năm 2009, s ản l ượng
ôxit ĐH của Trung Quốc chiếm 97% tổng sản lượng của thế gi ới (m ột s ố tài li ệu
nói là 95%). Vị trí thống lĩnh về sản lượng của Trung Qu ốc sẽ còn đ ược duy trì ít
nhất là một thập kỷ nữa. Trung Quốc là nước có ti ềm năng và có tr ữ l ượng ĐH
lớn nhất. Mỏ ĐH Baiyun Obo ở vùng Nội Mông của Trung Quốc là m ỏ l ớn nh ất
thế giới, hiện chiếm tới 50% sản lượng của Trung Quốc

13


Hình 5: Công nghệ sản xuất đất hiếm
2.2 Khai thác Đất Hiếm tại việt Nam
2.2.1 Khai thác Đất Hiếm
Việt Nam đã bắt đầu khai thác đất hiếm từ vài chục năm nay, nhưng s ản
lượng rất ít. Lúc đó, Tiệp Khắc và Ba Lan đã tham gia khai thác đ ất hi ếm ở Vi ệt
Nam nhưng không nhiều. Hằng năm, Việt Nam mới chỉ khai thác nh ỏ, c ỡ vài

chục tấn quặng bastnaesit ở Đông Pao và vài ngàn tấn qu ặng monazit hàm
lượng 35%-45% R203 ở sa khoáng ven biển miền Trung để bán theo đường ti ểu
ngạch. Việc khai thác và sử dụng ĐH tại Việt Nam ch ưa nhi ều, không ph ải vì lý
do công nghệ vì công nghệ các nước đã làm, mà theo nhi ều chuyên gia thì ch ủ
yếu là do nhu cầu chưa cao.
Việt Nam đã nghiên cứu sử dụng ĐH trong các lĩnh vực nông nghiệp, ch ế
tạo nam châm vĩnh cửu, biến tính thép, chế tạo hợp kim gang, th ủy tinh, b ột
màu, chất xúc tác trong xử lý khí thải ôtô… nhưng cho tới nay v ẫn dừng l ại ở quy
mô phòng thí nghiệm và bán công nghiệp. Hiện nay các nhà khoa h ọc Vi ệt Nam
đã tách được các nguyên tố ĐH đạt đến độ sạch đến 98-99% và ứng dụng cho
nhiều ngành khác nhau trong công nghiệp.
Tại nước ta, các nhà nghiên cứu đã đi vào ba hướng ứng dụng ĐH:
1. Sử dụng làm chế phẩm vi lượng ĐH 93 nhằm nâng cao năng suất cây tr ồng.
2. Sử
dụng
trong

xúc

tác lọc

khí

độc từ

lò

đốt rác

y tế

và ôtô

xe

máy.

14


3. Sử dụng để chế tạo nam châm trong các máy phát thủy điện cực nhỏ
2.2.2 Nghiên cứu xử lý chế biến quặng Đất Hiếm tại Việt Nam
Tại Việt Nam, nguồn tài nguyên ĐH này gần như chưa được khai thác ch ế
biến phục vụ nền kinh tế. Một trong những lý do là công nghệ ch ế bi ến qu ặng
ĐH chưa được nghiên cứu đầy đủ để có thể cho sản phẩm mong muốn về chất
lượng và giá cả. Một trong những giai đoạn quan tr ọng trong công ngh ệ ch ế
biến quặng ĐH là nghiên cứu phân chia tinh chế các nguyên tố ĐH thành nguyên
tố riêng rẽ có độ tinh khiết cao. Công nghệ này chứa đ ựng hàm l ượng khoa h ọc
cao và hiện nay cũng là bí quyết công nghệ của nhi ều quốc gia s ản xuất và xu ất
khẩu ĐH. Nghiên cứu phân chia tinh chế một số nguyên tố ĐH giá tr ị cao có ý
nghĩa quan trọng trong việc bước đầu đánh giá và xây dựng quy trình t ối ưu
phân chia tinh chế nguyên tố ĐH ở Yên Phú. Các nguyên tố ĐH phân nhóm trung
và phân nhóm nặng trong đó có Y có độ tinh khi ết ngày cao ngày càng đ ược s ử
dụng nhiều trong các lĩnh vực công nghệ cao như vật liệu phát quang, vật li ệu
từ, vật liệu hạt nhân, vật liệu gốm cao cấp…
Các nghiên cứu phân huỷ tinh quặng ĐH được tập trung chủ yếu vào quặng
Nam Nậm Xe và đặc biệt quặng ĐH Đông Pao. đặc điểm của tinh quặng ĐH được
đưa vào nghiên cứu phân huỷ là hàm lượng ĐH cỡ 30-35% do giai đo ạn tuy ển
chưa được nghiên cứu đầy đủ và do thành phần khoáng vật của qu ặng. Hai
phương pháp cơ bản được dùng để phân huỷ tinh quặng ĐH bastnaesite là

phương pháp HC1- NaOH và phương pháp axit H2SO4.
Những nghiên cứu về quá trình phân huỷ quặng ĐH bằng axit HC1 đã l ựa
chọn được các thông số cộng nghệ như: nhiệt độ phân huỷ, nhiệt độ hoà tách,
tốc độ và thời gian phân huỷ, sự tương quan giữa hơi nước quá nhi ệt và kh ối
lượng dung dịch phản ứng. Sản xuất thử nghiệm tổng oxit ĐH quy mô bán s ản
xuất cũng như một số thử nghiệm sản xuất đã cung cấp s ản ph ẩm cho nhu c ầu
nghiên cứu và ứng dụng trong nước.
Quá trình phân huỷ theo phương pháp HC1-NaOH chủ y ếu được th ử
nghiệm ở mức độ phòng thí nghiệm. Phương pháp axit H2SO4 đã được tri ển
khai ở quy mô pilot, gồm các giai đoạn chính như: phân hu ỷ tinh qu ặng b ằng
axit H2SO4 ở 110 – 1200C, có cấp nhiệt; ngân hoà tách ĐH bằng n ước; l ắng l ọc;
khử Ce (IV) thành Ce (III) bằng H2O2 hoặc bằng phoi sắt, sau đó k ết tủa t ổng
sunphat kép ĐH (III) bằng Na2SO4; chuy ển hoá ĐH từ dạng sunphat kép sang
15


dạng hydroxit bằng dung dịch NaOH. Quy trình sản xuất áp d ụng vào th ực t ế đã
sản xuất được một số sản phẩm oxit ĐH có độ sạch kỹ thuật cung cấp cho th ị
trường.
Phương pháp tinh chế được nghiên cứu và phát tri ển ở Viện Công nghệ Xạ
hiếm. Dung môi chính được sử dụng là PC88A. Công nghệ được nghiên cứu phát
triển là nghiên cứu phân chia nhóm tổng ĐH Yên Phú. Quy trình này được th ử
nghiệm ở quy mô thiết bị chiết 300ml/bậc. Quy trình phân chia nhóm tổng ĐH
Đông Pao ở quy mô 4lít/bậc. Phân chia tinh chế Y bằng phương pháp chi ết v ới
Aliquat 336 trong môi trường SCN. Phân chia tinh chế Gd, Sm cũng đ ược nghiên
cứu nhưng thực hiện trên thiết bị chiết 300ml/bậc. Các thông s ố của quá trình
phân chia này được thực hiện trên việc sử dụng phần mềm mô phỏng do Vi ện
Công nghệ Xạ hiếm nghiên cứu và phát triển.
2.3 Khai thác đất hiếm ảnh hưởng tới môi trường.
Với trữ lượng đất hiếm dồi dào, đứng thứ 3 trên thế giới, việc khai thác

nguồn tài nguyên này chắc chắn sẽ đem đến cho Vi ệt nam nhi ều l ợi ích v ề kinh
tế. Tuy vậy, các nhà khoa học khuyến cáo rằng, nguy cơ gây ô nhi ễm môi tr ường
khi khai thác loại quặng này rất cao. Điều này đòi h ỏi chúng ta ph ải có nh ững
nghiên cứu kỹ lưỡng về công nghệ cũng như sự kín kẽ trong các chính sách pháp
luật.
Việc triển khai các dự án khai thác đất hiếm sẽ mang lại l ợi ích kinh t ế.
Theo tính toán của giới khoa học, giá thị trường hiện là 800 USD/tấn đ ất hi ếm,
nếu tách riêng các nguyên tố có trong đất hiếm đ ể bán, giá sẽ tăng lên nhi ều l ần,
khoảng 1 triệu USD/tấn nguyên tố. Tuy vậy, khai thác đất hi ếm ti ềm ẩn nguy c ơ
gây ô nhiễm môi trường cao hơn khai thác than đá, dầu m ỏ rất nhiều. Vì ch ế
biến đất hiếm phải dùng nhiều loại hóa chất có ảnh hưởng đến môi tr ường.
Ngoài ra, trong đất hiếm có những khoáng chất mang tính phóng xạ v ới cường
độ cao hơn những loại phóng xạ khác.
khai thác và chế biến quặng đất hiếm sinh ra một khối lượng lớn ch ất th ải.
Đất đá thải trong khai thác quặng đất hiếm được lưu giữ trong các bãi thải và
thường phơi lộ trong môi trường, nên các chất độc hại như các chất phóng x ạ,
sulphides, fluorites và kim loại nặng trong đất đá thải sẽ hòa tan và lan truy ền
tới các thủy vực, rò rỉ vào hệ thống nước ngầm và đất đai. Quặng đuôi th ải ra từ
quá trình tuyển quặng đất hiếm được lưu chứa trong các h ồ th ải cũng là ngu ồn
16


có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường lớn. Các thành phần độc hại trong qu ặng
đuôi khi hòa tan có nguy cơ gây ô nhiễm môi trường đất, nước và không khí, bao
gồm các kim loại như Al, Ba, Be, Cu, Pb, Mn, Zn, các chất phóng x ạ (Th và U),
fluorides, sulphate, hóa chất tuyển...
Phần 3: Sử dụng đất hiếm để sản xuất nam châm đất hiếm
3.1 Khái quát về nam châm đất hiếm
Nam châm đất hiếm là tên gọi của các loại nam châm vĩnh cửu được làm
từ các hợp chất hoặc hợp kim của các nguyên tố đất hiếm và kim loại chuyển

tiếp mà điển hình là 2 họ nam châm đất hiếm 2:14:1 và Nam châm SmCo.
Nam châm đất hiếm bắt đầu xuất hiện từ nửa sau thế kỷ 20 được biết đến
là mạnh hơn rất nhiều so với các loại nam châm truyền thống như nam châm
ferrite, nam châm AlNiCo, hay vượt trội hơn cả là nam châm hợp kim FePt, CoPt.
Hệ nam châm đất hiếm dựa trên hợp chất SmCo Là các nam châm vĩnh
cửu cấu tạo từ các hợp chất của Samarium (Sm) và Côban (Co) (có thể có thêm
một số nguyên tố khác), là hệ các vật liệu từ cứng có dị hướng từ tinh thể lớn
nhất hiện nay với lực kháng từ rất lớn và nhiệt độ Curie rất cao, mà phổ biến
nhất là hai hệ hợp chất SmCo5 và Sm2(Co,Fe)17. Đặc điểm chung của hệ hợp chất
này là có dị hướng từ tinh thể rất lớn (nên có thể cho lực kháng từ từ vài kOe
đến vài chục kOe[1]), nhưng có từ độ bão hòa không cao, và có nhiệt độ Curie rất
cao và độ suy giảm phẩm chất theo nhiệt độ thấp nên thường được sử dụng
trong các ứng dụng ở nhiệt độ cao và do đó thường được gọi v ới tên chung
là nam châm nhiệt độ cao
•

Hợp chất SmCo5

Được phát minh bởi Karl J.
Strnat (U.S. Air Force Materials
Laboratory) lần đầu tiên vào
năm 1966 với tích năng lượng
từ cực đại (BH)max đạt 18
MGOe.
SmCo5 thuộc

nhóm hợp

chất RCo5 (R thường được dùng
để ký hiệu các nguyên tố đất

17


hiếm, có cấu trúc tinh thể lục giác. SmCo5 có hằng số dị hướng từ tinh thể bậc
1 K1 = 11,9.106 J/m3, từ độ bão hòa Ms = 840 kA/m và nhiệt độ Curie TC = 1003
K, trường dị hướng HA = 28,6 T. Loại nam châm này có khả năng cho tích năng
lượng từ cực đại (BH)max lớn nhất tới 28,5 MGOe (220 kJ/m3).
•

Hợp chất Sm2Co17

Được Karl J. Strnat và Dr. Alden Ray phát minh năm 1972 với tích năng lượng
từ cực đại tới 30 MGOe. Hệ vật liệu này có cấu trúc tương tự nh ư SmCo5, nhưng
có sự khác biệt về thông số từ nội tại. Hằng số dị hướng từ tinh thể bậc 1 K1 =
10.106 J/m3, từ độ bão hòa Ms = 990 kA/m và nhiệt độ Curie TC = 958 K. Loại
nam châm này có khả năng cho tích năng lượng từ cực đại (BH)max lớn nhất tới
41,3 MGOe (331 kJ/m3). Trong các nghiên cứu hiện nay về nam châm nhiệt độ
cao, người ta pha tạp thêm các nguyên tố khác (Fe, Cu, Zr...) để cải tiến cấu trúc
và tính chất nhằm nâng cao nhiệt độ Curie cũng như phẩm chất từ của hệ vật
liệu này.

Nam châm đất hiếm dựa trên nhóm hợp chất 2:14:1
Hệ hợp chất 2:14:1 là tên gọi tắt của hệ hợp chất có công thức chung
R2Fe14B hoặc R2Co14B (nhưng hệ hợp chất R 2Co14B hầu như ít được sử dụng), với
R là các nguyên tố đất hiếm (ví dụ như Nd, Pr, Dy...), và loại được sử dụng nhiều
nhất là Nd2Fe14B (thường được gọi tắt là nam châm NdFeB) và Pr 2Fe14B. Đặc
điểm chung là có dị hướng từ
tinh thể rất lớn, có từ độ bão
hòa rất lớn nên có khả năng
cho tích năng lượng từ khổng lồ.

Loại tốt nhất là NdFeB có khả
năng cho giá trị (BH)max tới 64
MGOe. Nhóm hợp chất này đều
có cấu trúc tinh thể kiểu tứ giác.
Các tham số từ của nhóm hợp
chất này được trình bày theo
bảng dưới đây.
18


Hợp chất

Hằng số
Hằng số
Từ độ bão
Mật độ
mạng a (nm) mạng c (nm)
hòa Ms (kG)

Ce2Fe14B
Pr2Fe14B
Nd2Fe14B
Sm2Fe14B
Gd2Fe14B
Tb2Fe14B
Dy2Fe14B
Ho2Fe14B
Er2Fe14B
Tm2Fe14B
Y2Fe14B

0,877
0,882
0,882
0,880
0,879
0,877
0,875
0,875
0,874
0.874
0,877

1,211
1,225
1,224
1,215
1,209
1,205
1,200
1,199
1,196
1,195
1,204

7,81
7,47
7,55
7,73
7,85

7,93
8,02
8,05
8,24
8,13
6,98

11,6
14,3
15,6
13,3
8,6
0,64
6,5
8,6
9.3
10,9
12,8

Trường dị
hướng
HA (kG)
44,25
125
150
-76,25
350
312,5
250
--25,3

Nhiệt độ
Curie TC (K)
424
564
585
612
661
639
602
576
554
541
565

3.2 Kỹ thuật chế tạo nam châm đất hiếm
Nam chất đất hiếm được sử dụng nhiều nhất là dạng các nam châm thiêu
kết. Ban đầu, người ta chế tạo các hợp kim theo thành phần danh định của hợp
chất (có bù lại một phần các nguyên tố đất hiếm do chúng dễ bị ôxi hóa). Sau đó
chúng được nghiền thành bột mịn, trộn keo epoxy và ép định hướng trong từ
trường, sau đó nung thiêu kết ở nhiệt độ cao (trong môi trường đã được
hút chân không cao và nạp khí bảo vệ) để tạo thành hợp chất, sau đó ủ nhiệt ở
nhiệt độ thấp để ổn định pha, từ hóa và phủ keo bảo vệ. Các công đoạn trên đều
được tiến hành trong môi trường bảo vệ để giảm thiểu ôxi hóa.
Có thể thay thế công đoạn thiêu kết bằng kỹ thuật ép nóng. Người ta ép các
bột trong từ trường ở nhiệt độ cao nhằm tạo ra pha và định hướng nam châm
(tạo ra nam châm dị hướng).
Gần đây, người ta còn tiến hành tạo ra các nam châm đất hiếm giá thành r ẻ
với kiểu nam châm kết dính. Các bột hợp kim mịn được tạo ra sau khi nghi ền
các mảnh vụn hợp kim được chế tạo bằng công nghệ nguội nhanh, sau đó trộn

keo epoxy và ép định hướng trong từ trường. Kỹ thuật này có ưu điểm là đơn
giản và kinh tế hơn, nhưng sản phẩm cho phẩm chất thấp hơn nhi ều so v ới
nam châm thiêu kết.
Nhược điểm của nam châm đất hiếm
Nam châm đất hiếm có những nhược điểm chung thuộc về đặc tính vật lý:

19


•

Độ bền kém do các nguyên tố đất hiếm có hoạt tính hóa h ọc cao, d ễ b ị ôxi
hóa. Các nam châm thường phải được phủ keo bảo vệ để chống ôxi hóa.

•

Giá thành cao (do các chứa hàm lượng lớn các nguyên t ố đ ất hi ếm đ ắt
tiền và các kỹ thuật chế tạo phức tạp.

•

Nam châm mạnh nhất là Nd2Fe14B là loại mạnh nhất thì lại có nhiệt độ
Curie tương đối thấp và có độ suy giảm phẩm chất do nhiệt độ khá lớn

Phần 4: Kết Luận
Có thể khẳng định, Việt Nam là nước có tiềm năng về tài nguyên đất hi ếm.
Tuy vậy, để khai thác bền vững quặng đất hiếm, hạn chế các tác đ ộng đ ến môi
trường, trước mắt phải nghiên cứu công nghệ sản xuất, lựa chọn và áp dụng
thiết bị tiên tiến phù hợp. Từ năm 2010 Chính phủ Việt Nam đã quy ết định ch ọn
Nhật Bản làm đối tác hợp tác trong việc khai thác đất hiếm. Nh ật B ản đã giúp

Việt Nam xây dựng và vận hành Trung tâm nghiên cứu và chuy ển giao công ngh ệ
đất hiếm nhằm nghiên cứu khoa học và phát tri ển công ngh ệ tiên ti ến, thân
thiện với môi trường cho quá trình chế biến sâu quặng đất hi ếm Vi ệt Nam;
nghiên cứu khoa học và phát triển công nghệ, vật liệu, sản phẩm có giá tr ị gia
tăng cao từ đất hiếm Việt Nam; đào tạo cán bộ nghiên cứu, cán b ộ kỹ thu ật
thông qua nghiên cứu và thông qua các chương trình đào tạo nhân lực; thực hi ện
chuyển giao công nghệ.
Đây là nền tảng quan trọng giúp Việt Nam nâng cao trình đ ộ công ngh ệ khai
thác và chế biến nguồn tài nguyên đất hiếm, tiếp nhận chuy ển giao công ngh ệ
có hiệu quả, bền vững, thân thiện với môi trường.
Đến nay, nước ta đã xây dựng cơ sở nghiên cứu với hệ thống trang thiết bị
tương đối đồng bộ cho việc chế biến sâu quặng đất hiếm, gồm các thi ết bị từ
giai đoạn tuyển khoáng, thủy luyện, phân chia tinh ch ế đ ất hi ếm đ ến x ử lý ch ất
thải và phân tích phục vụ quá trình nghiên cứu với kinh phí khoảng 3 tri ệu USD.
Bên cạnh đó, đã thực hiện thành công các công nghệ như phát tri ển công
nghệ tuyển quặng đất hiếm đạt mức độ thu hồi cao; xây dựng thành công công
nghệ phân hủy tính quặng quy mô pilot; xây dựng công nghệ phân chia, thu
nhận đất hiếm riêng lẻ độ tinh khiết cao; xây dựng công ngh ệ xử lý ch ất th ải
20


chứa nhân phóng xạ tự nhiên của quá trình tuyển, thủy luyện, phân chia tinh
chế…
Tài Liệu Tham Khảo

1: Báo cáo kết quả nghiên cứu: “Một số kết quả ứng dụng vi lượng đất hi ếm
trong nông nghiệp”, GS.TS. Đặng Vũ Minh và PGS.TS. Lưu Minh Đại, 1999;
2: Tổng luận: Tình hình nghiên cứu công nghệ và ứng dụng đất hi ếm, GS.TS.
Đặng Vũ Minh, 1992;
3: />4: Báo cáo tổng kết kết quả thực hiện Đề tài hợp tác KH&CN theo Ngh ị đ ịnh

thư Việt Nam – Hàn Quốc: Xử lý chế biến quặng đất hiếm Việt Nam, 2007
5: />%A5t_hi%E1%BA%BFm

21