Nguyên tố đất hiếm là một nhóm kim loại là thành phần quan trọng cho một nền kinh tế xanh hơn, và vị trí của các khu dự trữ để khai thác ngày càng quan trọng và có giá trị.
Đồ họa thông tin này có dữ liệu từ Hiệp hội Địa chất Hoa Kỳ (USGS), trong đó tiết lộ các quốc gia có trữ lượng nguyên tố đất hiếm (REE) lớn nhất được biết đến.
Kim loại đất hiếm là gì?
REE, còn được gọi là kim loại đất hiếm hoặc oxit đất hiếm, hoặc lanthanide, là một tập hợp 17 kim loại nặng mềm màu trắng bạc.
17 nguyên tố đất hiếm là:
- lantan (La),
- xeri (Ce),
- praseodymium (Pr),
- neodymium (Nd),
- promethium (Pm),
- samarium (Sm),
- europium (Eu),
- gadolinium (Gd),
- terbium (Tb ),
- dysprosi (Dy),
- holmi (Ho),
- erbi (Er),
- thulium (Tm),
- ytterbium (Yb),
- lutetium (Lu),
- scandium (Sc)
- yttrium (Y).
Scandium và yttrium không phải là một phần của họ lanthanide, nhưng nguyên tố cuối bao gồm chúng vì chúng xuất hiện trong các mỏ khoáng chất giống như lanthanide và có các tính chất hóa học tương tự.
Thuật ngữ “đất hiếm” là một cách viết sai vì các kim loại đất hiếm thực sự có nhiều trong vỏ Trái đất. Tuy nhiên, chúng hiếm khi được tìm thấy trong các mỏ lớn, tập trung riêng lẻ.
Tìm hiểu thêm qua infographic: Những kim loại quan trọng trong điện thoại.
Các nguyên tố đất hiếm hoạt động như thế nào?
Hầu hết các nguyên tố đất hiếm được sử dụng làm chất xúc tác và nam châm trong các công nghệ truyền thống và carbon thấp. Các ứng dụng quan trọng khác của nguyên tố đất hiếm là trong sản xuất hợp kim kim loại đặc biệt, thủy tinh và thiết bị điện tử hiệu suất cao.
Hợp kim của neodymium (Nd) và samarium (Sm) có thể được sử dụng để tạo ra nam châm mạnh chịu được nhiệt độ cao, làm cho chúng trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng điện tử và quốc phòng quan trọng.
| End-use | % nhu cầu đất hiếm năm 2019 |
|---|---|
| Nam châm vĩnh cửu | 38% |
| Chất xúc tác | 23% |
| Bột đánh bóng thủy tinh và phụ gia | 13% |
| Luyện kim và hợp kim | số 8% |
| Hợp kim pin | 9% |
| Gốm sứ, bột màu và tráng men | 5% |
| Phốt pho | 3% |
| Khác | 4% |
Nam châm mạnh nhất được biết đến là hợp kim của neodymium với sắt và bo. Việc thêm các REE khác như dysprosi và praseodymium có thể thay đổi hiệu suất và đặc tính của nam châm.
Động cơ xe hybrid và xe điện, máy phát điện trong tuabin gió, đĩa cứng, thiết bị điện tử cầm tay và điện thoại di động yêu cầu những nam châm và phần tử này. Vai trò này trong công nghệ khiến việc khai thác và tinh chế của chúng trở thành điểm quan tâm của nhiều quốc gia.
Ví dụ, một megawatt năng lượng gió cần 171 kg đất hiếm, một máy bay chiến đấu F-35 của Mỹ cần khoảng 427 kg đất hiếm, và một tàu ngầm hạt nhân lớp Virginia sử dụng gần 4,2 tấn.
Khám phá thêm qua infographic: Sản xuất điện gió ở Mỹ.
Dự trữ toàn cầu về Khoáng sản Đất hiếm
Trung Quốc đứng đầu danh sách về sản lượng mỏ và trữ lượng các nguyên tố đất hiếm, với trữ lượng 44 triệu tấn và sản lượng khai thác hàng năm là 140.000 tấn.
Trong khi Việt Nam và Brazil có trữ lượng kim loại đất hiếm đứng thứ 2 và thứ 3 với trữ lượng lần lượt là 22 triệu tấn và 21 triệu tấn, thì sản lượng khai thác của hai nước này lại thuộc hàng thấp nhất trong số các nước, chỉ 1.000 tấn mỗi năm.
| Quốc gia | Sản xuất mỏ 2020 | Dự trữ | % trong tổng số dự trữ |
|---|---|---|---|
| Trung Quốc | 140.000 | 44.000.000 | 38,0% |
| Việt Nam | 1.000 | 22.000.000 | 19,0% |
| Brazil | 1.000 | 21.000.000 | 18,1% |
| Nga | 2.700 | 12.000.000 | 10,4% |
| Ấn Độ | 3.000 | 6.900.000 | 6,0% |
| Úc | 17.000 | 4.100.000 | 3,5% |
| Hoa Kỳ | 38.000 | 1.500.000 | 1,3% |
| Greenland | – | 1.500.000 | 1,3% |
| Tanzania | – | 890.000 | 0,8% |
| Canada | – | 830.000 | 0,7% |
| Nam Phi | – | 790.000 | 0,7% |
| Các nước khác | 100 | 310.000 | 0,3% |
| Miến Điện | 30.000 | N / A | N / A |
| Madagascar | 8.000 | N / A | N / A |
| Thái Lan | 2.000 | N / A | N / A |
| Burundi | 500 | N / A | N / A |
| Tổng thế giới | 243.300 | 115.820.000 | 100% |
Trong khi Hoa Kỳ có trữ lượng 1,5 triệu tấn, nước này chủ yếu phụ thuộc vào nhập khẩu đất hiếm tinh chế từ Trung Quốc.
Khám phá thêm qua infographic: Những kim loại sạch và sự thống trị của Trung Quốc.
Đảm bảo nguồn cung cấp toàn cầu
Trong ngành công nghiệp đất hiếm, sự thống trị của Trung Quốc không phải là ngẫu nhiên. Nhiều năm nghiên cứu và chính sách công nghiệp đã giúp quốc gia này phát triển vị thế vượt trội trên thị trường, và hiện quốc gia có khả năng kiểm soát sản xuất và sự sẵn có trên toàn cầu của những kim loại quý giá này.
Việc kiểm soát chặt chẽ việc cung cấp các kim loại quan trọng này khiến thế giới phải tự tìm kiếm nguồn cung cấp của họ. Với việc bắt đầu hoạt động khai thác ở các nước khác, tỷ trọng sản xuất toàn cầu của Trung Quốc đã giảm từ 92% năm 2010 xuống còn 58% <năm 2020. Tuy nhiên, Trung Quốc có chỗ đứng vững chắc trong chuỗi cung ứng và sản xuất 85% đất hiếm tinh luyện trên thế giới, vào năm 2020.
Trung Quốc chỉ trao hạn ngạch sản xuất cho 6 công ty nhà nước:
- China Minmetals Rare Earth Co
- Chinalco Rare Earth & Metals Co
- Guangdong Rising Nonferrous
- China Northern Rare Earth Group
- China Southern Rare Earth Group
- Xiamen Tungsten
Khi nhu cầu về REE tăng lên, thế giới sẽ cần khai thác những nguồn dự trữ này. Hình ảnh này có thể cung cấp manh mối về nguồn tiếp theo của các nguyên tố đất hiếm.
Nguồn dữ liệu: Visual Capitalist.