Các nhà nghiên cứu Trung Quốc mô tả đây là dây chuyền đầu tiên trên thế giới ở quy mô công nghiệp có khả năng chiết tách hai kim loại này từ nguồn nguyên liệu hàm lượng thấp.
Báo Bưu điện Hoa Nam buổi sáng dẫn thông tin từ Viện Kỹ thuật Quy trình thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS), cho hay dây chuyền thử nghiệm tại tỉnh Giang Tây, với công suất 500 tấn mỗi năm, đã đi vào sản xuất ổn định.
Rubidi và xêsi giữ vai trò quan trọng trong nhiều lĩnh vực công nghệ tiên tiến như hàng không vũ trụ, điện toán lượng tử, y sinh và năng lượng mới. Tuy nhiên, cả hai kim loại này đều không tồn tại với hàm lượng lớn dưới dạng các khoáng vật riêng biệt trong lớp vỏ Trái Đất. Thay vào đó, chúng thường hiện diện dưới dạng các nguyên tố đi kèm trong quặng lithium và nước muối hồ, với nồng độ thấp, khiến việc thu hồi gặp nhiều khó khăn về kỹ thuật.
Việc chiết tách rubidi và xêsi từ chất thải sau quá trình khai thác lithium cho phép Trung Quốc mở rộng chuỗi cung ứng của ngành năng lượng mới, đồng thời tăng thêm nguồn cung rubidi trong nước - một kim loại hiếm có giá trị chiến lược.
Đột phá trên dựa vào hệ thống tháp chiết hiệu suất cao dành cho rubidi và xêsi do Viện Kỹ thuật Quy trình thuộc CAS phát triển.
Công nghệ này sử dụng phương pháp chiết ngược dòng phân biệt để tách hai nguyên tố. Theo CAS, công nghệ mới có quyền sở hữu trí tuệ độc lập. Nhóm nghiên cứu đã phối hợp với Công ty Ganfeng Lithium Giang Tây và một số doanh nghiệp khác thiết kế hệ thống công nghiệp gồm 17 tháp chiết.
Theo viện, hệ thống đã vận hành thành công ngay từ lần khởi động đầu tiên và duy trì hoạt động liên tục, ổn định kể từ đó.
Quy trình có thể thu hồi hơn 98% xêsi và hơn 95% rubidi trong nguyên liệu được xử lý. Các sản phẩm cacbonat xêsi và cacbonat rubidi đạt độ tinh khiết trên 99,9%.
Dây chuyền thử nghiệm có tổng công suất 500 tấn cacbonat rubidi và xêsi mỗi năm. Tỷ lệ rubidi và xêsi trong sản phẩm đầu ra chưa được công bố.
Theo CAS, công nghệ mới có nhiều ưu điểm, trong đó đáng chú ý là diện tích thiết bị nhỏ hơn, mức tiêu thụ chất chiết thấp hơn và khả năng kiểm soát tốt hơn.
Một tháp chiết có hiệu suất cao gấp 15 lần bể chiết truyền thống. Công nghệ này cũng giúp giảm 40% lượng chất chiết sử dụng và hơn 50% diện tích dành cho thiết bị.
Dây chuyền thử nghiệm cho thấy rubidi và xêsi hàm lượng thấp tồn tại cùng lithium có thể được tách ở quy mô công nghiệp, đồng thời mở ra mô hình kỹ thuật để thương mại hóa quy trình ở quy mô lớn hơn.
Công nghệ này có thể giúp Trung Quốc thu hồi những kim loại có giá trị vốn bị thất thoát trong chất thải từ quá trình chế biến lithium, qua đó tạo thêm nguồn cung trong nước mà không hoàn toàn phụ thuộc vào các hoạt động khai thác mới.
Cách tiếp cận này cũng mở rộng chuỗi sản xuất năng lượng mới của Trung Quốc vượt ra ngoài lithium, khi cho phép thu hồi thêm các vật liệu quan trọng từ cùng một nguồn tài nguyên.
Tầm quan trọng của công nghệ có thể gia tăng cùng với sự xuất hiện của những ứng dụng mới đối với rubidi và các hợp chất của nguyên tố này. Những đột phá trong các lĩnh vực như pin Mặt Trời perovskite, pin thể rắn và điện toán lượng tử có thể thúc đẩy nhu cầu đối với muối rubidi và các hợp chất khác.
