Một bãi thải lớn được dùng trong hoạt động khai thác mỏ. Ảnh: qwerty01/iStock
Suốt nhiều năm, Mỹ phụ thuộc vào việc nhập khẩu đất hiếm - vật liệu thiết yếu trong nhiều vật dụng, từ smartphone đến thiết bị năng lượng tái tạo. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tại Đại học Texas, Austin, phát hiện một nguồn cung khổng lồ có thể giúp Mỹ giải quyết vấn đề này, Interesting Engineering hôm 17/3 đưa tin. Ẩn trong các mỏ tro than của nước này là lượng đất hiếm khổng lồ trị giá 8,4 tỷ USD, có thể giúp giảm đáng kể sự phụ thuộc vào hàng nhập khẩu và định hình lại cách Mỹ tìm kiếm nguồn cung khoáng sản.
Tro than, sản phẩm phụ dạng bột còn lại sau khi đốt than làm nhiên liệu, vốn được coi là phế phẩm công nghiệp. Nhưng nghiên cứu mới ước tính, tro than ở Mỹ có thể chứa tới 11 triệu tấn nguyên tố đất hiếm, gấp gần 8 lần trữ lượng đã biết của nước này. Đây là đánh giá toàn quốc đầu tiên về tro than như một nguồn tài nguyên.
Khác với khai thác mỏ truyền thống, khai thác tro than có một ưu điểm lớn. Quá trình đốt cháy đã tách các khoáng vật ra khỏi quặng ban đầu, giúp giảm nhu cầu thực hiện những bước tinh chế tốn nhiều năng lượng.
Nghiên cứu mới cho thấy, không phải mọi loại tro than đều giống nhau. Mỗi khu vực lại có mật độ đất hiếm riêng, ảnh hưởng đến sự thuận tiện khi khai thác. Tro than từ lưu vực Appalachia có mật độ cao nhất, trung bình 431 milligram (mg) đất hiếm trên một kilogram (kg) tro than.
Tuy nhiên, chỉ có 30% là dễ chiết xuất. Than từ lưu vực sông Powder có mật độ thấp hơn (264 mg/kg) nhưng tỷ lệ chiết xuất cao hơn nhiều, đạt 70%. Điều này khiến nơi đây trở thành lựa chọn khả thi hơn cho việc chiết xuất quy mô lớn.
Dù phát hiện mới rất hứa hẹn, việc khai thác thực tế vẫn còn nhiều thách thức. Một số công ty như Element USA đang phát triển công nghệ và lực lượng cần thiết để chiết xuất đất hiếm từ tro than và các phụ phẩm của quá trình khai thác mỏ.
"Ý tưởng khai thác các nguyên tố đất hiếm từ phụ phẩm của quá trình khai thác mỏ rất hợp lý. Thách thức là biến ý tưởng hợp lý đó thành giải pháp có tính kinh tế", Chris Young, giám đốc chiến lược tại Element USA, cho biết.
Thu Thảo (Theo Interesting Engineering)
