Kho đất hiếm bị lãng quên giúp Mỹ củng cố an ninh chuỗi cung ứng

Rác thải -  “mỏ đất hiếm” chưa được khai phá của Mỹ

Đất hiếm, nhóm gồm 17 nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn, rất cần thiết cho nhiều công nghệ hiện đại, từ điện thoại thông minh và máy tính xách tay đến tua bin gió. Theo quân đội Mỹ, mỗi tiêm kích F-35 chứa khoảng 45kg đất hiếm trong các bộ phận khác nhau của nó.

Trong những thập kỷ gần đây, Trung Quốc đã xây dựng ngành công nghiệp đất hiếm và độc chiếm thị trường các vật liệu này, vốn rất quan trọng không chỉ đối với ngành sản xuất của Mỹ mà còn đối với ngành công nghiệp quốc phòng.

Theo CBS News (Mỹ), trái ngược với tên gọi của chúng, các nguyên tố đất hiếm thực chất không khan hiếm trong tự nhiên. Điều khiến chúng trở nên hiếm là việc tìm thấy các mỏ có mật độ đủ cao để khai thác và chế biến trở nên có lợi nhuận.

Nhưng theo Giáo sư Julie Klinger tại Đại học Wisconsin - Madison (Mỹ), có thể tồn tại phương hướng khác. Ông Klinger nhấn mạnh: "Chưa đến 1% lượng đất hiếm mà chúng ta tiêu thụ được tái chế. Điều đó có nghĩa là chúng ta đã tích lũy đất hiếm trong rác thải nhiều thập niên qua".

Các nguyên tố đất hiếm được tích hợp trong vô số thiết bị sử dụng hàng ngày. Ông Matt Sloustcher tại công ty vận hành mỏ đất hiế duy nhất đang hoạt động tại Mỹ ở Mountain Pass, California phân tích: "Không một ngày nào trôi qua mà bạn không tiếp xúc với nam châm đất hiếm".

Từ điện thoại thông minh đến xe điện, nam châm đất hiếm giúp thế giới hiện đại vận động. Theo ông Klinger, hàng năm các nguyên tố đất hiếm bị vứt bỏ trong vật dụng như thiết bị điện tử lỗi thời, máy bay cũ và tàu thuyền ngừng hoạt động. Thậm chí còn nhiều hơn nữa các nguyên tố này vẫn còn bị chôn vùi trong hàng ngàn bãi thải khai khoáng.

Ý tưởng tái chế các nguyên tố đất hiếm nghe có vẻ đơn giản, nhưng việc thực hiện lại không hề dễ dàng. Các thiết bị thường chỉ chứa lượng rất nhỏ đất hiếm, bởi vậy cần xử lý khối lượng vật liệu rất lớn mới có thể thu hồi được lượng đáng kể. Quá trình tách chiết cũng có thể phức tạp về mặt kỹ thuật.

Dù vậy, ông Klinger cho rằng tái chế thân thiện với môi trường hơn so với việc mở thêm các mỏ mới. Ông Klinger khẳng định: “Bạn biết rõ trong đó có những gì. Bạn biết chính xác mình sẽ phải đối mặt với điều gì, và vì vậy cũng biết cần áp dụng những biện pháp bảo vệ môi trường nào”.

Hướng tới nền kinh tế tuần hoàn

Hiện nay, nỗ lực nhằm mở rộng quy mô tái chế đất hiếm đang bắt đầu hình thành. Giám đốc điều hành của MP Materials - ông James Litinsky, đã chỉ ra thách thức nằm ở khía cạnh kinh tế. Theo ông, tái chế chỉ hiệu quả ở quy mô lớn và cơ sở hạ tầng quan trọng.

Để giải quyết vấn đề đó, Apple đã hợp tác với MP Materials để sử dụng nam châm đất hiếm sản xuất tại Mỹ. Màn hợp tác này nhằm mục đích tạo ra hệ thống tái chế tại nhà máy lọc dầu Mountain Pass của MP Materials. Đây là nơi MP Materials sẽ tái chế các vật liệu nam châm đã qua sử dụng và vật liệu nam châm khác để tạo các oxit riêng biệt. Sau đó, họ sẽ gửi các oxit này đến nhà máy ở Texas để chế tạo thành nam châm cho Apple sử dụng trong các sản phẩm tương lai.

Apple cũng phát triển robot riêng của mình có tên là Daisy, có khả năng tháo rời iPhone để thu hồi các vật liệu mà phương pháp tái chế truyền thống thường bỏ sót. Đất hiếm thu hồi này sau đó có thể được xử lý và biến thành nam châm cho các thiết bị mới, tạo ra thứ mà các nhà lãnh đạo ngành gọi là chuỗi cung ứng "khép kín".

Theo ông Klinger, cách tiếp cận này không chỉ đơn thuần là giải pháp kỹ thuật mà còn có thể tạo ra chuyển đổi mô hình tư duy.

Ông nhấn mạnh: “Tôi cho rằng chúng ta không cần phải tiếp tục đào những hố mới dưới lòng đất để tìm kiếm các vật liệu cần thiết, bởi chúng thực ra ở ngay quanh ta, chỉ là hiện nay vẫn bị nhìn nhận nhầm như rác thải”.

Nếu được triển khai ở quy mô lớn, việc tái chế đất hiếm có thể giúp củng cố an ninh chuỗi cung ứng và giảm phụ thuộc vào các nguồn cung từ nước ngoài, đồng thời thay đổi cách các nền kinh tế hiện đại khai thác những vật liệu quan trọng.

Như ông Klinger nhận định: “Nó thực sự khép kín vòng tuần hoàn”.