Khi thế giới chuyển đổi khỏi nhiên liệu hóa thạch, nhu cầu về các nguyên tố đất hiếm (REE) sẽ chỉ tăng lên. Các nguyên tố này rất quan trọng đối với việc sản xuất các công nghệ giúp quá trình chuyển đổi sang năng lượng xanh trở nên khả thi. Mặc dù REE không phải là hiếm về mặt kỹ thuật, nhưng các mỏ lớn chỉ được tìm thấy ở một vài địa điểm trên thế giới—chủ yếu là ở Trung Quốc—và chúng rất khó khai thác.
Tóm tắt đồ họa. Tín dụng: Khoa học & Công nghệ Môi trường (2024). DOI: 10.1021/acs.est.4c04256
Brendan Bishop, ứng viên tiến sĩ chuyên ngành REE tại Đại học Regina, cho biết: "Nếu chúng ta muốn chuyển sang sử dụng xe điện vào năm 2035 và đạt mức phát thải ròng bằng 0 vào năm 2050, chúng ta sẽ cần những nguồn kim loại mới".
Bishop và các đồng nghiệp của ông đã nghiên cứu một nguồn tiềm năng mới của các nguyên tố có giá trị này: tro được tạo ra từ chất thải của các nhà máy điện chạy bằng than. Các nhà nghiên cứu đã tìm hiểu về REE trong chất thải than ở Hoa Kỳ và Trung Quốc, nhưng có rất ít nghiên cứu được thực hiện về tro từ than của Canada.
Nhóm nghiên cứu đã phân tích các mẫu tro từ các nhà máy điện than ở Alberta và Saskatchewan để xác định lượng REE có trong tro và cách chiết xuất chúng. Trong khi nồng độ REE trong tro than của Canada ngang bằng với nồng độ tìm thấy trong tro từ các nơi khác trên thế giới, vẫn còn nhiều câu hỏi về việc liệu REE có được phân tán đều khắp các hạt tro hay tập trung trong một số khoáng chất nhất định có trong tro hay không.
Sử dụng các chùm tia X mạnh tại Canadian Light Source (CLS) thuộc Đại học Saskatchewan (USask), Bishop đã thăm dò tro, để tìm kiếm một nguyên tố đất hiếm gọi là yttrium. Họ phát hiện ra rằng nó được phân bố trong các pha khoáng cụ thể trong các hạt tro, thường ở dạng silicat hoặc phosphat như xenotime, vẫn không thay đổi khi than bị đốt cháy. Công trình này đã được công bố trên tạp chí Environmental Science and Technology.
Tín dụng: Canadian Light Source
Bishop cho biết dữ liệu này có thể giúp cung cấp thông tin cho quá trình phát triển một quy trình hiệu quả và thân thiện với môi trường để thu hồi REE từ tro. "Điều này sẽ rất quan trọng khi chúng tôi phát triển một quy trình thu hồi vì việc chiết xuất các nguyên tố đất hiếm là một thách thức về mặt công nghệ", ông nói. "Trong trường hợp này, vì nó ở dạng xenotime, một loại khoáng chất quặng, có lẽ chúng ta có thể sử dụng một quy trình hiện có và sửa đổi nó cho tro than".
Bishop cho biết lượng REE có thể được chiết xuất từ tro than sẽ phụ thuộc vào quá trình thu hồi. Nhưng ông nghĩ rằng đây có thể là nguồn kim loại tốt trong ngắn hạn đến trung hạn. Nồng độ không đặc biệt cao, nhưng bù lại là tro than thải rất nhiều. Nồng độ trong toàn bộ tro cũng khá đồng nhất, do đó không cần phân loại phức tạp như quặng khai thác. Khi quá trình chiết xuất được hoàn thiện, nó cũng sẽ nhanh hơn nhiều so với việc mở các mỏ mới, thường có khoảng cách lên đến 17 năm giữa quá trình thăm dò và sản xuất.
Thu hồi REE từ tro cũng là một bước quan trọng hướng tới nền kinh tế tuần hoàn. Một số tro được sử dụng để làm bê tông, nhưng hầu hết chỉ nằm trong bãi chôn lấp hoặc ao chứa chất thải gần nhà máy điện.
"Nó không chỉ loại bỏ trách nhiệm đối với môi trường mà còn cung cấp cho chúng ta các kim loại cần thiết cho công nghệ năng lượng sạch", Bishop cho biết.
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
