Đất hiếm là gì
Các nguyên tố đất hiếm (REE), còn được gọi là kim loại đất hiếm hoặc (trong ngữ cảnh) oxit đất hiếm, hoặc các lanthanide (mặc dù yttrium và scandium thường được bao gồm dưới dạng đất hiếm) là một tập hợp 17 gần như không thể phân biệt được kim loại nặng mềm có màu trắng bạc bóng. Scandium và yttrium được coi là các nguyên tố đất hiếm vì chúng có xu hướng xuất hiện trong các mỏ quặng giống như các lanthanides và thể hiện các tính chất hóa học tương tự, nhưng có các tính chất điện tử và từ tính khác nhau.
Cách nhận biết đất hiếm
Ở dạng tinh khiết, các kim loại này bị xỉn màu từ từ trong không khí ở nhiệt độ phòng, và phản ứng chậm với nước lạnh để tạo thành hydroxit, giải phóng hydro. Chúng phản ứng với hơi nước để tạo thành oxit, và ở nhiệt độ cao (400 ° C) tự bốc cháy và bùng cháy với ngọn lửa pháo hoa rực rỡ đầy màu sắc.
Các nguyên tố này và các hợp chất của chúng không có chức năng sinh học nào được biết đến. Các hợp chất hòa tan trong nước có độc tính từ nhẹ đến trung bình, nhưng các hợp chất không hòa tan thì không.
Bất chấp tên gọi của chúng, các nguyên tố đất hiếm tương đối phong phú trong vỏ Trái đất, với xeri là nguyên tố phổ biến thứ 25 với 68 phần triệu, nhiều hơn cả đồng. Tất cả các đồng vị của promethium đều là chất phóng xạ, và nó không xuất hiện tự nhiên trong vỏ trái đất; tuy nhiên, một lượng vết được tạo ra do sự phân hủy của uranium 238. Chúng thường được tìm thấy trong các khoáng chất có thorium, và ít phổ biến hơn là uranium. Do đặc tính địa hóa của chúng, các nguyên tố đất hiếm thường phân tán và không thường tập trung trong các khoáng chất đất hiếm. Do đó, các mỏ quặng có thể khai thác kinh tế rất thưa thớt (tức là “hiếm”). Khoáng chất đất hiếm đầu tiên được phát hiện (1787) là gadolinit, một khoáng chất màu đen bao gồm xeri, yttri, sắt, silic và các nguyên tố khác. Khoáng chất này được khai thác từ một mỏ ở làng Ytterby ở Thụy Điển; bốn trong số các nguyên tố đất hiếm mang tên bắt nguồn từ vị trí duy nhất này.
Việt Nam có đất hiếm không
Tài nguyên đất hiếm của Việt Nam rất lớn với trữ lượng đã được chứng minh là 11 triệu tấn và có thể đạt 22 triệu tấn.
thành phần hóa học đất hiếm
Các nguyên tố đất hiếm (REE), còn được gọi là kim loại đất hiếm hoặc (trong ngữ cảnh) oxit đất hiếm, hoặc các lanthanide (mặc dù yttrium và scandium thường được bao gồm dưới dạng đất hiếm) là một tập hợp 17 gần như không thể phân biệt được kim loại nặng mềm có màu trắng bạc bóng. Scandium và yttrium được coi là các nguyên tố đất hiếm vì chúng có xu hướng xuất hiện trong các mỏ quặng giống như các lanthanides và thể hiện các tính chất hóa học tương tự, nhưng có các tính chất điện tử và từ tính khác nhau.
Quặng đất hiếm là gì
Các nguyên tố đất hiếm, ngoại trừ scandium, nặng hơn sắt và do đó được tạo ra bởi quá trình tổng hợp hạt nhân siêu tân tinh hoặc quá trình s trong các ngôi sao nhánh khổng lồ tiệm cận. Trong tự nhiên, sự phân hạch tự phát của uranium-238 tạo ra một lượng nhỏ promethium phóng xạ, nhưng hầu hết promethium được sản xuất tổng hợp trong các lò phản ứng hạt nhân.
Do sự tương đồng về mặt hóa học của chúng, nồng độ của đất hiếm trong đá chỉ bị thay đổi từ từ bởi các quá trình địa hóa, làm cho tỷ lệ của chúng hữu ích cho địa lý học và xác định niên đại hóa thạch.
Khai thác đất hiếm như thế nào
Đá chứa REE trước tiên phải được loại bỏ khỏi mặt đất và hàm lượng REE cô đặc trước khi áp dụng các phương pháp hóa học khai thác và phân tách REE. Hầu hết các loại quặng đất hiếm được khai thác bằng phương pháp lộ thiên thông thường, trong đó đá được phá vỡ bằng cách cho nổ, chất lên xe tải với xẻng lớn, và được vận chuyển đến một nhà máy tập trung. Cô đặc là bằng cách phân tách vật lý các khoáng chất mang REE khỏi tất cả các khoáng chất khác trong đá. Quặng được nghiền và nghiền trong nhiều giai đoạn cho đến khi hầu hết các khoáng chất đất hiếm xen lẫn với các khoáng chất khác bị phá vỡ tự do. Tiếp theo, trong một phương pháp được gọi là nổi bọt, các khoáng chất đất hiếm được phủ một lớp hóa chất có tác dụng đẩy nước và cho phép chúng nổi lên bề mặt kèm theo bọt khí trong các bể kích động, nơi chúng được tách ra dưới dạng cô đặc. Các khoáng chất còn lại được xử lý như chất thải và sản phẩm cô đặc REE được xử lý tại chỗ hoặc đưa đến một địa điểm khác để khai thác và phân tách. Nghiên cứu đang được tiến hành để cải thiện quy trình tuyển nổi, có lẽ bằng thuốc thử tốt hơn, để cho phép xử lý kinh tế các loại quặng REE cấp thấp hơn.
Hình ảnh đất hiếm
Đất hiếm tiếng Anh là gì
Rare earth,
Tác dụng của đất hiếm
Việc sử dụng, ứng dụng và nhu cầu về các nguyên tố đất hiếm đã mở rộng trong những năm qua. Trên toàn cầu, hầu hết REE được sử dụng cho chất xúc tác và nam châm. Ở Hoa Kỳ, hơn một nửa REE được sử dụng làm chất xúc tác, và gốm sứ, thủy tinh và đánh bóng cũng là những ứng dụng chính.
Các ứng dụng quan trọng khác của nguyên tố đất hiếm được áp dụng để sản xuất nam châm, hợp kim, kính và thiết bị điện tử hiệu suất cao. Ce và La đóng vai trò quan trọng như chất xúc tác, được sử dụng để lọc dầu và làm phụ gia động cơ diesel. Nd rất quan trọng trong sản xuất nam châm theo công nghệ truyền thống và các-bon thấp. Các nguyên tố đất hiếm trong danh mục này được sử dụng trong động cơ điện của xe hybrid và xe điện, máy phát điện trong tuabin gió, ổ đĩa cứng, thiết bị điện tử di động, micrô, loa.
Ce, La và Nd rất quan trọng trong việc chế tạo hợp kim và trong sản xuất pin nhiên liệu và pin niken-kim loại hyđrua. Ce, Ga và Nd rất quan trọng trong điện tử và được sử dụng trong sản xuất màn hình LCD và plasma, sợi quang, laser cũng như trong hình ảnh y tế. Các ứng dụng bổ sung cho các nguyên tố đất hiếm là chất đánh dấu trong các ứng dụng y tế, phân bón và xử lý nước.
Xuất khẩu đất hiếm
Trong công nghiệp, các nguyên tố đất hiếm (REE) bao gồm 14 nguyên tố lantan tự nhiên, cộng với yttri. Những yếu tố này nhìn chung không quen thuộc nhưng rất cần thiết cho một số lượng lớn các ứng dụng ảnh hưởng đến cuộc sống hàng ngày của hầu hết mọi người (xem bảng). Cho đến đầu những năm 1980, Mỹ là nhà sản xuất quặng REE và các sản phẩm có nguồn gốc từ REE thống trị toàn cầu nhưng sau đó đã bị thay thế bởi Trung Quốc, ngay cả khi sản lượng REE toàn cầu đã tăng hơn gấp đôi. Những hạn chế gần đây đối với xuất khẩu REE từ Trung Quốc đã làm dấy lên lo ngại về độ tin cậy của Trung Quốc với tư cách là nhà cung cấp nguyên liệu thô REE và kích thích hoạt động thăm dò và phát triển mỏ mới cho các REE bên ngoài Trung Quốc.
Ứng dụng của đất hiếm
REE đã được sử dụng trong nông nghiệp để tăng sự phát triển của cây trồng, năng suất và khả năng chống căng thẳng dường như không có tác động tiêu cực đến tiêu dùng của con người và động vật. REE được sử dụng trong nông nghiệp thông qua phân bón được làm giàu REE, đây là một phương pháp được sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc. Ngoài ra, REE là chất phụ gia thức ăn chăn nuôi giúp tăng sản lượng như động vật lớn hơn và sản lượng trứng và các sản phẩm sữa cao hơn. Tuy nhiên, thực hành này đã dẫn đến tích lũy sinh học REE trong vật nuôi và đã tác động đến sự phát triển của thực vật và tảo trong các khu vực nông nghiệp này. Ngoài ra, mặc dù không có tác dụng xấu nào được quan sát thấy ở nồng độ thấp hiện tại, nhưng tác dụng lâu dài và tích lũy theo thời gian vẫn chưa được biết đến, khiến một số người kêu gọi nghiên cứu thêm về tác dụng có thể có của chúng.
Do nguồn cung hạn chế, các ngành công nghiệp cạnh tranh trực tiếp với nhau về nguồn lực, ví dụ: lĩnh vực điện tử đang cạnh tranh trực tiếp với việc sử dụng năng lượng tái tạo trong chế tạo cánh đồng gió, tấm pin mặt trời và pin.
Đất hiếm ở Biển Đông
Đất hiếm có giá báo nhiều
Ký hiệu của đất hiếm
Kí hiệu đất hiếm là REE
Khai thác đất hiếm ở Việt Nam
Do đất hiếm ở Việt Nam thuộc loại đất hiếm nhóm nhẹ, và công nghệ để tách các nguyên tố của đất hiếm vẫn còn hạn chế nên Việt Nam chưa khai thác.
Khai thác đất hiếm
Đá chứa REE trước tiên phải được loại bỏ khỏi mặt đất và hàm lượng REE cô đặc trước khi áp dụng các phương pháp hóa học khai thác và phân tách REE. Hầu hết các loại quặng đất hiếm được khai thác bằng phương pháp lộ thiên thông thường, trong đó đá được phá vỡ bằng cách cho nổ, chất lên xe tải với xẻng lớn, và được vận chuyển đến một nhà máy tập trung. Cô đặc là bằng cách phân tách vật lý các khoáng chất mang REE khỏi tất cả các khoáng chất khác trong đá. Quặng được nghiền và nghiền trong nhiều giai đoạn cho đến khi hầu hết các khoáng chất đất hiếm xen lẫn với các khoáng chất khác bị phá vỡ tự do. Tiếp theo, trong một phương pháp được gọi là nổi bọt, các khoáng chất đất hiếm được phủ một lớp hóa chất có tác dụng đẩy nước và cho phép chúng nổi lên bề mặt kèm theo bọt khí trong các bể kích động, nơi chúng được tách ra dưới dạng cô đặc. Các khoáng chất còn lại được xử lý như chất thải và sản phẩm cô đặc REE được xử lý tại chỗ hoặc đưa đến một địa điểm khác để khai thác và phân tách. Nghiên cứu đang được tiến hành để cải thiện quy trình tuyển nổi, có lẽ bằng thuốc thử tốt hơn, để cho phép xử lý kinh tế các loại quặng REE cấp thấp hơn.
Đất hiếm Trung Quốc
Những lo ngại này càng gia tăng do các hành động của Trung Quốc, nhà cung cấp chủ yếu. Cụ thể là Trung Quốc đã công bố các quy định về xuất khẩu và trấn áp buôn lậu. Vào ngày 1 tháng 9 năm 2009, Trung Quốc công bố kế hoạch giảm hạn ngạch xuất khẩu xuống 35.000 tấn mỗi năm trong giai đoạn 2010–2015 để bảo tồn nguồn tài nguyên khan hiếm và bảo vệ môi trường. rằng Trung Quốc sẽ “giảm hơn nữa hạn ngạch xuất khẩu đất hiếm [-] tối đa là 30% vào năm tới để bảo vệ kim loại quý khỏi bị khai thác quá mức.” Chính phủ ở Bắc Kinh tăng cường kiểm soát hơn nữa bằng cách buộc các công ty khai thác nhỏ hơn, độc lập hợp nhất thành các tập đoàn quốc doanh hoặc đối mặt với việc đóng cửa. Vào cuối năm 2010, Trung Quốc thông báo rằng đợt hạn ngạch xuất khẩu đầu tiên trong năm 2011 đối với đất hiếm sẽ là 14.446 tấn, giảm 35% so với đợt hạn ngạch đầu tiên trước đó vào năm 2010. cho nửa cuối năm với tổng lượng phân bổ là 30.184 tấn với tổng sản lượng giới hạn là 93.800 tấn. Vào tháng 9 năm 2011, Trung Quốc thông báo ngừng sản xuất ba trong số tám mỏ đất hiếm chính của họ, chiếm gần 40% tổng sản lượng đất hiếm của Trung Quốc. Vào tháng 3 năm 2012, Mỹ, EU và Nhật Bản đã đối đầu với Trung Quốc tại WTO về các hạn chế xuất khẩu và sản xuất này. Trung Quốc đáp trả với tuyên bố rằng các hạn chế có ý nghĩa bảo vệ môi trường. Vào tháng 8 năm 2012, Trung Quốc thông báo giảm thêm 20% sản lượng. Hoa Kỳ, Nhật Bản và Liên minh Châu Âu đã đệ đơn kiện chung với Tổ chức Thương mại Thế giới vào năm 2012 chống lại Trung Quốc, cho rằng Trung Quốc không thể từ chối những mặt hàng xuất khẩu quan trọng như vậy.
Bán đất hiếm
Giá của oxit dysprosi là 994 USD / kg vào năm 2011, nhưng đã giảm xuống còn 265 USD / kg vào năm 2014.