Vì sao Việt Nam chưa thể làm chủ công nghệ chế biến sâu đất hiếm?

Việt Nam có trữ lượng đất hiếm lớn (22 triệu tấn), đứng thứ hai thế giới sau Trung Quốc nhưng tình hình triển khai khai thác, chế biến các mỏ đất hiếm của Việt Nam còn rất hạn chế do chưa thể làm chủ công nghệ.
 

Nghiên cứu mới chỉ thành công trong phòng thí nghiệm

PGS. TS Hoàng Anh Sơn, Viện trưởng Viện Khoa học vật liệu cho biết, quá trình chế biến quặng đất hiếm lý tưởng nhất là đạt đến sản phẩm có giá trị tăng cao. Tuy nhiên, tuỳ thuộc vào trình độ công nghệ và khả năng đầu tư, có thể thực hiện từng giai đoạn một.

Tại Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, nghiên cứu đất hiếm theo hướng phân chia bằng phương pháp trao đổi ion và sau đó nghiên cứu phát triển công nghệ chiết đất hiếm đã được thực hiện từ rất sớm. Quy trình phân chia các nguyên tố đất hiếm nhẹ đến độ sạch cao bằng sắc ký đã phân tách riêng rẽ được các oxit đất hiếm Lantan, Neodym, Prazeodym, Samari, Europi ra khỏi tổng đất hiếm trên cột trao đổi cation và làm sạch đến 99,9%.

Quy trình công nghệ chiết phân chia trên hệ chiết liên tục ngược dòng 80 bậc đã sản xuất một số oxit đất hiếm sạch La 2O3 99,9%; Pr 98,4%; Nd độ sạch 97,6% trong phòng thí nghiệm từ những năm đầu thập kỷ 80.

Trong lĩnh vực phân chia và làm sạch nguyên tố đất hiếm, Viện Khoa học vật liệu đã thực hiện nghiên cứu và đưa ra các quy trình: Quy trình chế tạo Oxit Yttri sạch bằng phương pháp sắc ký cho phép sản xuất Yttri có độ sạch cao trên 99% với hiệu suất thu hồi khoảng 70%; Quy trình chế tạo Oxit Ơvrôpi độ sạch cao bằng phương pháp sắc ký với kết quả Ơvrôpi từ sản phẩm kỹ thuật cao có thể được phân chia khỏi các nguyên tố đất hiếm sản phẩm độ sạch hơn 99,9% với hiệu suất thu hồi khoảng 90%.

Nghiên cứu về đất hiếm ở Lai Châu đã bắt đầu thực hiện ở Viện Khoa học vật liệu từ năm 2005. Kết quả thực nghiệm tuyển thu hồi được tinh quặng đất hiếm hàm lượng 21,77% tổng oxit đất hiếm với mức thực thu hơn 84% ở quy mô phòng thí nghiệm và quy mô bán công nghiệp. Bên cạnh đó, hướng nghiên cứu chế biến, làm sạch và ứng dụng đất hiếm cũng được đẩy mạnh trong giai đoạn này.

Tuy nhiên, PGS.TS Hoàng Anh Sơn cho biết, tình hình triển khai khai thác, chế biến các mỏ đất hiếm của Việt Nam còn rất hạn chế. Nguyên nhân chính của việc chậm trễ này là do các doanh nghiệp được cấp mỏ chưa làm chủ được công nghệ chế biến ra sản phẩm đạt yêu cầu như đất hiếm tổng hợp có hàm lượng trên 95% cũng như chưa có công nghệ tách chiết ra các sản phẩm riêng rẽ. Đối với công nghệ phân chia riêng rẽ oxit đất hiếm và làm sạch đến độ sạch cao, mặc dù đã có nghiên cứu từ rất sớm nhưng phần lớn mới triển khai trong phòng thí nghiệm, chưa có công nghệ nào áp dụng vào thực tế.

"Công nghệ chế tạo kim loại đất hiếm, tạo ra các nguyên liệu phục vụ sản xuất các sản phẩm cho ngành xa điện, điện gió, công nghiệp quốc phòng… đòi hỏi ở một trình độ công nghệ rất cao và gần như chưa bắt đầu ở nước ta", PGS.TS Hoàng Anh Sơn nói.

Tất cả các công trình nghiên cứu từ trước đến nay chỉ dừng lại ở quy mô phòng thí nghiệm hoăc pilot. Một số vấn đề về thuốc tuyển vẫn chưa giải quyết được nên chất lượng tuyển không cao, chất lượng quặng tinh đất hiếm cuối cùng không được như mong muốn. Hàm lượng và tỷ lệ thực thu đất hiếm, hàm lượng các tạp chất có hại đi cùng cao.

Khó khăn khác là quặng đất hiếm Việt Nam nói chung có thành phần vật chất phức tạp, quặng bị phong hóa mạnh, tỉ lệ cấp hạt mịn trong quặng lớn. Khoáng chứa đất hiếm xâm nhiễm từ mịn đến rất mịn với khoáng đi kèm. Mỗi thân quặng của mỏ có những đặc trưng riêng về cấu trúc và thành phần vật chất quặng.

Cần hình thành các trung tâm nghiên cứu mạnh về đất hiếm

PGS.TS Hoàng Anh Sơn đề xuất, để có thể khai thác hiệu quả, hợp lý nguồn tài nguyên đất hiếm Việt Nam phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế xã hội; an ninh quốc phòng; đồng thời đảm bảo khai thác, tận thu triệt để các khoáng sản đi kèm, Viện KHoa học vật liệu đề xuất tiếp tục điều tra, khảo sát đánh giá trữ lượng, giá trị của các thành phần nguyên tố đất hiếm trong các mỏ đất hiếm đã cấp phép của Việt Nam trong đó ưu tiên ứng dụng các thành tựu của cách mạng 4.0 nâng cao chất lượng, hiệu quả công tác điều tra, thăm dò, khảo sát để có định hướng khai thác, chế biến và ứng dụng hiệu quả đất hiếm Việt Nam. Cân đối giữa khai thác với dự trữ khoáng sản quốc gia đối với các khoáng sản chiến lược, quy mô lớn như Uraini, đất hiếm làm cơ sở phát triển bền vững.

Viện cũng đề xuất xây dựng tiềm lực khoa học công nghệ, hình thành các trung tâm nghiên cứu mạnh về đất hiếm trên cơ sở nòng cốt là các viện nghiên cứu của Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam, Bộ Khoa học và Công nghệ. Tập hợp đội ngũ nhà khoa học, chuyên gia, đầu tư hạ tầng, trang thiết bị nghiên cứu hiện đại đáp ứng yêu cầu nghiên cứu công nghệ khai thác, chế biến sâu đất hiếm.

Chuyên gia này cũng đề xuất giao cho Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam xây dựng chương trình nghiên cứu phát triển công nghệ chế biến sâu đất hiếm, phân chia riêng rẽ các oxit đất hiếm độ sạch cao, công nghệ điện phân chế tạo kim loại một số nguyên tố Nd, Dy, Pr…, công nghệ chế tạo nam châm đất hiếm cho ngành công nghiệp ô tô điện, điện gió để sớm đưa vào thực tế sản xuất trong 10 năm tới.

Ban hành cơ chế, chính sách riêng để phát triển công nghiệp đất hiếm phù hợp với tiềm năng, vị trí, vai trò của đất hiếm Việt Nam trong đó cần có cơ chế gắn kết chặt chẽ giữa nghiên cứu, phát triển công nghệ và triển khai sản xuất, chế biến sâu cũng như cơ chế chấp nhận rủi ro, độ trễ trong hoạt động nghiên cứu… 

Tạo cơ chế, chính sách thu hút các doanh nghiệp đầu tư vào khai thác, chế biến sâu đất hiếm kèm theo điều khoản về chuyển giao công nghệ, nhất là các doanh nghiệp từ các quốc gia có nền công nghiệp đất hiếm phát triển như Nhật Bản, Hàn Quốc, Mỹ…