Xử lý chế biến quặng đất hiếm Việt nam

Báo cáo này là một tài liệu tổng kết chi tiết về dự án hợp tác quan trọng giữa Việt Nam và Hàn Quốc giai đoạn 2002-2004, tập trung vào việc xử lý và chế biến quặng đất hiếm của Việt Nam. Dưới đây là tóm tắt các điểm cốt lõi:

Bối cảnh và Mục tiêu:

1. Hợp tác Việt-Hàn: Dự án là kết quả hợp tác giữa Viện Công nghệ Xạ hiếm (ITRRE, Việt Nam) và Viện Khoa học Địa chất và Tài nguyên Khoáng sản Hàn Quốc (KIGAM).  Mục tiêu là phát triển công nghệ chế biến quặng đất hiếm Việt Nam (chủ yếu từ mỏ Yên Phú - giàu nhóm trung/nặng và Đông Pao - giàu nhóm nhẹ) nhằm nâng cao giá trị tài nguyên, cung cấp nguyên liệu tinh khiết cho công nghiệp công nghệ cao, đồng thời giúp Hàn Quốc đa dạng hóa nguồn cung cấp đất hiếm ngoài Trung Quốc. 
2. Phân công nhiệm vụ: Việt Nam tập trung nghiên cứu tinh chế Sm, Eu, Gd, Y từ tinh quặng Yên Phú, chế thử oxit kích thước phù hợp, và đào tạo cán bộ. Hàn Quốc chịu trách nhiệm chính về công nghệ phân hủy quặng (cả bastnaesite Đông Pao và xenotime Yên Phú), tách Ce, phân chia nhóm bằng PC88A, hỗ trợ kỹ thuật tinh chế Eu, Gd, Sm, Y, thiết kế công nghệ và trao đổi chuyên gia. 

Kết quả Nghiên cứu và Công nghệ Nổi bật:

1. Xử lý quặng Bastnaesite (Đông Pao): Tiếp nhận và áp dụng thành công công nghệ từ KIGAM (nung oxy hóa và hòa tách bằng H2​SO4​). Quy trình này cho phép tách trực tiếp Xeri (Ce) với độ tinh khiết >96% từ dung dịch hòa tách, có ưu điểm là nhiệt độ thấp, không phát thải khí độc (HF, SOx), dễ mở rộng quy mô và đã được thử nghiệm thành công ở quy mô pilot (~10 tấn tinh quặng).
2. Xử lý quặng Xenotime (Yên Phú): Chủ yếu sử dụng công nghệ phân hủy kiềm (nóng chảy hoặc áp suất cao) đã nghiên cứu trước đó tại Việt Nam để tạo nguyên liệu cho các bước phân chia sau. 
3. Phân chia và Tinh chế bằng Chiết dung môi (SX):
   • PC88A: Là dung môi chủ lực được sử dụng để phân chia nhóm tổng đất hiếm Yên Phú thành các nhóm nhẹ (La-Nd), trung (Sm-Gd), và nặng (Tb-Lu + Y).  Nó cũng được dùng để phân chia tinh chế Gd và Sm từ nhóm trung (sau khi tách Eu) đạt độ tinh khiết >99.9%.  Hệ số tách β(Gd/Sm) được xác định là khoảng 3.56. 
   • Axit Naphthenic (NAP): Được nghiên cứu và sử dụng thành công để tinh chế Ytri (Y) từ nhóm đất hiếm nặng, đạt độ tinh khiết >99.9%. 
   • Tính toán tĩnh: Phía Việt Nam đã tiếp nhận và làm chủ kỹ thuật tính toán tĩnh (từ KIGAM, dựa trên kinh nghiệm Trung Quốc) để xác định tối ưu các thông số quy trình chiết (số bậc, lưu lượng), giúp giảm thiểu đáng kể thời gian và chi phí so với phương pháp thực nghiệm mô phỏng.
4. Tách và Tinh chế Europi (Eu):
   • Kết hợp phương pháp khử chọn lọc Eu(III) thành Eu(II) bằng cột kẽm (điều kiện tối ưu pH≈3) và các kỹ thuật tách Eu(II). 
   • Làm giàu: Kết tủa Eu(II) dưới dạng EuSO4​ bằng H2​SO4​ trong môi trường khí trơ (CO2​ hoặc N2​). Thực hiện 2 lần để tăng hàm lượng Eu.
   • Tinh chế: Tận dụng độ bazo khác biệt, kết tủa các Ln(III) tạp nhiễm dưới dạng hydroxit bằng đệm NH4​Cl/NH4​OH (pH 9.5-10), giữ Eu(II) trong dung dịch.
   • Kết quả: Quy trình kết hợp này cho phép thu Eu2O3 >99.9% từ nhóm trung Yên Phú với hiệu suất >80%.
5. Điều chế Oxit: Dựa trên nghiên cứu của KIGAM, đã áp dụng quy trình kết tủa oxalat và nung ở 900°C để điều chế các oxit Sm2​O3​, Eu2​O3​, Gd2​O3​, Y2​O3​ với kích thước hạt được kiểm soát trong khoảng 2-6 micromet. 

Đánh giá và Kiến nghị:

• Thành công: Đề tài đã hoàn thành các mục tiêu đề ra, xây dựng được các quy trình công nghệ quan trọng, làm chủ kỹ thuật chiết dung môi và tính toán tối ưu hóa, đào tạo được đội ngũ cán bộ có trình độ cao, và củng cố hợp tác quốc tế.
• Kiến nghị: Tiếp tục hợp tác nghiên cứu giai đoạn 2 (đã được phê duyệt) để đi sâu hơn vào tinh chế độ sạch cao hơn, phát triển ứng dụng và vật liệu mới (nano), và thu hút đầu tư để khai thác hiệu quả tài nguyên đất hiếm của Việt Nam. 

Báo cáo này cung cấp cái nhìn sâu sắc về nỗ lực ban đầu nhưng rất quan trọng của Việt Nam trong việc làm chủ công nghệ chế biến đất hiếm, đặc biệt là các kỹ thuật chiết dung môi và khử chọn lọc Eu, dựa trên sự hợp tác hiệu quả với Hàn Quốc. Nó đặt nền móng cho việc khai thác và nâng cao giá trị nguồn tài nguyên đất hiếm dồi dào của đất nước.
Link download: https://drive.google.com/file/d/16lcvIVhG-m1fgZIDMTYWOVkdsmD540V5/view?usp=sharing