Quyết loại phương Tây khỏi chuỗi cung ứng, Trung Quốc có công trình ‘gây sốc’: Chia tách thành công kim loại ít nơi có từ hồ nước

Các nhà khoa học Trung Quốc vừa đạt bước đột phá quan trọng trong công nghệ khai thác thương mại rubidium trực tiếp từ nước muối hồ, mở ra khả năng giảm đáng kể sự phụ thuộc vào nguồn cung nhập khẩu. Hiện tại, hoạt động nhập khẩu rubidium chiếm tới 2/3 nhu cầu của nước này, chủ yếu từ Canada.

hương pháp mới, được thực hiện ở quy mô công nghiệp này cho phép sản xuất rubidium chloride độ tinh khiết cực cao từ nguồn nước muối chứa rubidium với hàm lượng cực thấp.

Viện Nghiên cứu Hồ muối Thanh Hải (ISL) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) công bố, các nhà nghiên cứu đã thu được rubidium chloride với độ tinh khiết lên đến 99,9% từ nguyên liệu kali chloride vốn chỉ chứa 0,001% rubidium.

Rubidium là kim loại thiết yếu trong nhiều ngành công nghiệp mới nổi, có vai trò quan trọng trong lĩnh vực điện tử, sản xuất 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 và đời sống dân sự. Chẳng hạn, ion rubidium được ứng dụng giúp nâng cao hiệu suất các loại pin mặt trời perovskite, đồng thời các đồng hồ nguyên tử rubidium siêu chính xác chỉ sai lệch chưa đầy 1 giây trong suốt 3,7 triệu năm. Rubidium chloride cũng được sử dụng rộng rãi trong chẩn đoán hình ảnh tế bào ung thư phục vụ nghiên cứu y học.

Dù sở hữu trữ lượng rubidium lớn hàng đầu thế giới, nhưng Trung Quốc vẫn gặp nhiều khó khăn trong việc khai thác, do đa số tài nguyên là quặng cứng hàm lượng thấp.

Theo chuyên gia He Xinyu thuộc Cơ quan Khảo sát Địa chất Tài nguyên Kim loại màu Trung Quốc, khoảng 97% rubidium trong nước tồn tại dưới dạng này, khiến việc khai thác khó khăn và tốn kém. Chỉ 3% còn lại nằm ở các hồ muối và nguồn nước địa nhiệt tại khu tự trị Tây Tạng và tỉnh Thanh Hải.

Năm 2021, Trung Quốc phải nhập khẩu tới 19.500 tấn tinh quặng rubidium, với tỷ lệ phụ thuộc nguồn ngoài lên tới 66,3%, chủ yếu từ Canada và Zimbabwe. Trong bối cảnh căng thẳng địa chính trị leo thang, đặc biệt khi Mỹ đưa rubidium vào danh sách khoáng sản chiến lược từ năm 2022, Trung Quốc cần ưu tiên đảm bảo an ninh chuỗi cung ứng.

Để vượt qua các thách thức kỹ thuật, nhóm nghiên cứu ISL đã phát triển mô hình có tính chính xác cao, xác định chuẩn cơ chế phân bố rubidium trong sản xuất muối kali, từ đó tìm ra điểm tối ưu để thu hồi kim loại quý hiếm này. Công nghệ tách chiết rubidium từ nguồn nguyên liệu kali chloride ở hồ muối Qarhan, tỉnh Thanh Hải đạt hiệu suất cao, tạo ra rubidium chloride siêu tinh khiết.

Phương pháp mới được đánh giá sẽ rất hiệu quả về chi phí. Một nghiên cứu năm 2022 của nhóm nghiên cứu ISL do nhà khoa học Gao Dandan đứng đầu đã chỉ ra tổng chi phí sản xuất rubidium chloride theo quy trình tương tự chỉ bằng 1/3 giá thị trường.

Đột phá này được kỳ vọng sẽ giúp Trung Quốc giảm phụ thuộc nhập khẩu, đồng thời nâng cao khả năng tự chủ chiến lược trong chuỗi cung ứng khoáng sản quan trọng.