Mai Nhung
Topaz
Các nhà khoa học Trung Quốc vừa đạt được một bước đột phá quan trọng trong công nghệ khai thác thương mại rubidium trực tiếp từ nước muối hồ. Thành tựu này được kỳ vọng sẽ giúp Trung Quốc giảm đáng kể sự phụ thuộc vào nguồn cung nhập khẩu, vốn đang chiếm tới 2/3 nhu cầu và chủ yếu đến từ Canada.
Trong một động thái nhằm tăng cường an ninh chuỗi cung ứng và tự chủ công nghệ, các nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố một bước đột phá quan trọng: họ đã phát triển thành công một phương pháp mới, cho phép sản xuất rubidium chloride có độ tinh khiết cực cao từ nguồn nước muối có hàm lượng rubidium cực kỳ thấp.
Đây là lần đầu tiên công nghệ này được thực hiện ở quy mô công nghiệp. Viện Nghiên cứu Hồ muối Thanh Hải (ISL), trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), công bố rằng các nhà nghiên cứu của họ đã có thể thu được rubidium chloride với độ tinh khiết lên đến 99,9% từ nguyên liệu là kali chloride, một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất muối, vốn chỉ chứa một lượng rubidium rất nhỏ, khoảng 0,001%.
Rubidium là một kim loại thiết yếu trong rất nhiều ngành công nghiệp mới nổi, có vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như điện tử, sản xuất các loại thủy tinh đặc biệt và công nghệ hàng không vũ trụ. Kim loại này có các ứng dụng đa dạng cả trong quân sự, công nghệ cao và đời sống dân sự. Chẳng hạn:
Mặc dù sở hữu trữ lượng rubidium được cho là lớn hàng đầu thế giới, Trung Quốc từ trước đến nay vẫn gặp rất nhiều khó khăn trong việc khai thác kim loại này. Theo chuyên gia He Xinyu thuộc Cơ quan Khảo sát Địa chất Tài nguyên Kim loại màu Trung Quốc, khoảng 97% trữ lượng rubidium trong nước tồn tại dưới dạng quặng cứng có hàm lượng thấp, khiến cho việc khai thác trở nên rất khó khăn và tốn kém về mặt kinh tế. Chỉ có 3% còn lại là nằm ở các hồ muối và các nguồn nước địa nhiệt tại khu tự trị Tây Tạng và tỉnh Thanh Hải.
Chính vì vậy, vào năm 2021, Trung Quốc đã phải nhập khẩu tới 19.500 tấn tinh quặng rubidium, với tỷ lệ phụ thuộc vào các nguồn cung từ nước ngoài lên tới 66,3%. Nguồn cung này chủ yếu đến từ Canada và Zimbabwe.
Trong bối cảnh căng thẳng địa chính trị trên toàn cầu ngày càng leo thang, đặc biệt là khi Mỹ đã đưa rubidium vào danh sách các khoáng sản chiến lược từ năm 2022, việc Trung Quốc cần phải ưu tiên đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng cho kim loại này đã trở nên cấp bách hơn bao giờ hết.
Để có thể vượt qua các thách thức về mặt kỹ thuật, nhóm nghiên cứu của ISL đã phát triển một mô hình có tính chính xác cao, giúp xác định được chuẩn cơ chế phân bố của rubidium trong quá trình sản xuất muối kali từ các hồ nước mặn. Từ đó, họ đã tìm ra được điểm tối ưu nhất để có thể thu hồi được kim loại quý hiếm này. Công nghệ tách chiết rubidium từ nguồn nguyên liệu kali chloride tại hồ muối Qarhan ở tỉnh Thanh Hải đã đạt được hiệu suất rất cao, tạo ra sản phẩm rubidium chloride siêu tinh khiết.
Phương pháp mới này cũng được đánh giá là sẽ rất hiệu quả về mặt chi phí. Một nghiên cứu vào năm 2022 của nhóm nghiên cứu ISL do nhà khoa học Gao Dandan đứng đầu đã chỉ ra rằng, tổng chi phí để sản xuất rubidium chloride theo một quy trình tương tự chỉ bằng 1/3 so với giá bán trên thị trường.
Đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp cho Trung Quốc có thể giảm một cách đáng kể sự phụ thuộc vào nguồn cung nhập khẩu, đồng thời nâng cao khả năng tự chủ chiến lược của mình trong chuỗi cung ứng các loại khoáng sản quan trọng, một yếu tố then chốt trong cuộc đối đầu công nghệ với phương Tây.
Đột phá trong khai thác kim loại chiến lược
Trong một động thái nhằm tăng cường an ninh chuỗi cung ứng và tự chủ công nghệ, các nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố một bước đột phá quan trọng: họ đã phát triển thành công một phương pháp mới, cho phép sản xuất rubidium chloride có độ tinh khiết cực cao từ nguồn nước muối có hàm lượng rubidium cực kỳ thấp.
Đây là lần đầu tiên công nghệ này được thực hiện ở quy mô công nghiệp. Viện Nghiên cứu Hồ muối Thanh Hải (ISL), trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), công bố rằng các nhà nghiên cứu của họ đã có thể thu được rubidium chloride với độ tinh khiết lên đến 99,9% từ nguyên liệu là kali chloride, một sản phẩm phụ trong quá trình sản xuất muối, vốn chỉ chứa một lượng rubidium rất nhỏ, khoảng 0,001%.
Rubidium là gì và tại sao nó quan trọng?
Rubidium là một kim loại thiết yếu trong rất nhiều ngành công nghiệp mới nổi, có vai trò quan trọng trong các lĩnh vực như điện tử, sản xuất các loại thủy tinh đặc biệt và công nghệ hàng không vũ trụ. Kim loại này có các ứng dụng đa dạng cả trong quân sự, công nghệ cao và đời sống dân sự. Chẳng hạn:
- Ion rubidium được ứng dụng để giúp nâng cao hiệu suất của các loại pin mặt trời perovskite.
- Các loại đồng hồ nguyên tử rubidium có độ chính xác siêu cao, chỉ sai lệch chưa đầy 1 giây trong suốt 3,7 triệu năm.
- Rubidium chloride cũng được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực y học để chẩn đoán hình ảnh các tế bào ung thư.
"Nỗi đau" phụ thuộc nhập khẩu của Trung Quốc
Mặc dù sở hữu trữ lượng rubidium được cho là lớn hàng đầu thế giới, Trung Quốc từ trước đến nay vẫn gặp rất nhiều khó khăn trong việc khai thác kim loại này. Theo chuyên gia He Xinyu thuộc Cơ quan Khảo sát Địa chất Tài nguyên Kim loại màu Trung Quốc, khoảng 97% trữ lượng rubidium trong nước tồn tại dưới dạng quặng cứng có hàm lượng thấp, khiến cho việc khai thác trở nên rất khó khăn và tốn kém về mặt kinh tế. Chỉ có 3% còn lại là nằm ở các hồ muối và các nguồn nước địa nhiệt tại khu tự trị Tây Tạng và tỉnh Thanh Hải.
Chính vì vậy, vào năm 2021, Trung Quốc đã phải nhập khẩu tới 19.500 tấn tinh quặng rubidium, với tỷ lệ phụ thuộc vào các nguồn cung từ nước ngoài lên tới 66,3%. Nguồn cung này chủ yếu đến từ Canada và Zimbabwe.
Trong bối cảnh căng thẳng địa chính trị trên toàn cầu ngày càng leo thang, đặc biệt là khi Mỹ đã đưa rubidium vào danh sách các khoáng sản chiến lược từ năm 2022, việc Trung Quốc cần phải ưu tiên đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng cho kim loại này đã trở nên cấp bách hơn bao giờ hết.
Công nghệ mới và hiệu quả kinh tế
Để có thể vượt qua các thách thức về mặt kỹ thuật, nhóm nghiên cứu của ISL đã phát triển một mô hình có tính chính xác cao, giúp xác định được chuẩn cơ chế phân bố của rubidium trong quá trình sản xuất muối kali từ các hồ nước mặn. Từ đó, họ đã tìm ra được điểm tối ưu nhất để có thể thu hồi được kim loại quý hiếm này. Công nghệ tách chiết rubidium từ nguồn nguyên liệu kali chloride tại hồ muối Qarhan ở tỉnh Thanh Hải đã đạt được hiệu suất rất cao, tạo ra sản phẩm rubidium chloride siêu tinh khiết.
Phương pháp mới này cũng được đánh giá là sẽ rất hiệu quả về mặt chi phí. Một nghiên cứu vào năm 2022 của nhóm nghiên cứu ISL do nhà khoa học Gao Dandan đứng đầu đã chỉ ra rằng, tổng chi phí để sản xuất rubidium chloride theo một quy trình tương tự chỉ bằng 1/3 so với giá bán trên thị trường.
Đột phá công nghệ này được kỳ vọng sẽ giúp cho Trung Quốc có thể giảm một cách đáng kể sự phụ thuộc vào nguồn cung nhập khẩu, đồng thời nâng cao khả năng tự chủ chiến lược của mình trong chuỗi cung ứng các loại khoáng sản quan trọng, một yếu tố then chốt trong cuộc đối đầu công nghệ với phương Tây.