Tại vùng Appalachia trải dài qua bang West Virginia của Mỹ, dòng nước màu đỏ nâu chảy ra từ các mỏ than đã ngừng hoạt động có tính axit, chứa nhiều kim loại nặng và gây độc cho môi trường. Tuy nhiên, nguồn nước này cũng chứa nhiều đất hiếm - nhóm khoáng sản có giá trị cao, cần thiết cho nhiều sản phẩm công nghệ cao như điện thoại thông minh và ngành năng lượng sạch.
Một số chuyên gia cho rằng nước thải axit từ các mỏ than có thể giúp Mỹ cải thiện vị thế trên thị trường đất hiếm đang ngày càng quan trọng.
Đất hiếm được sử dụng để sản xuất các loại nam châm công suất cao cho xe điện và tuabin gió, cũng như máy bay không người lái và máy bay chiến đấu. Nguồn tài nguyên có hạn này là một trong những thách thức chủ yếu trong cuộc cạnh tranh giữa Mỹ và Trung Quốc, khi Trung Quốc hiện chi phối thị trường đất hiếm cả về khai thác và chế biến.
Mỹ coi vị thế gần như độc quyền của Trung Quốc là một nguy cơ chiến lược và muốn giảm phụ thuộc vào Trung Quốc bằng cách tìm kiếm các nhà sản xuất mới để phát triển chuỗi cung ứng trong nước. Hiện Mỹ chỉ có một mỏ đất hiếm tại Mountain Pass, bang California, chủ yếu khai thác các nguyên tố đất hiếm “nhẹ.”
Trong khi đó, các nguyên tố đất hiếm “nặng,” khó khai thác hơn và có giá trị cao hơn, phần lớn được cung cấp từ bên ngoài Mỹ. Ông Mark Gavin, Phó Hiệu trưởng phụ trách học thuật của Đại học West Virginia (WVU), cho biết Mỹ đã bắt đầu đạt được tiến triển ở các khâu trung nguồn và hạ nguồn, nhưng vẫn thiếu nguồn nguyên liệu đầu vào trong nước. Khoảng 10 năm trước, các nhà nghiên cứu của WVU phát hiện nước thải từ những mỏ than đã đóng cửa có chứa đất hiếm.
Đất hiếm có vai trò quan trọng trong phát triển khoa học ứng dụng công nghệ cao. (Ảnh minh hoạ).
Với nguồn tài chính công, các nhà nghiên cứu đã phát triển một chương trình thí điểm thu gom nước chảy ra từ một mỏ than đã ngừng hoạt động tại Mount Storm. Nước chảy ra từ mỏ được giữ lại trong một hồ chứa, nơi có thể nhìn thấy những lớp cặn màu vàng nâu đặc trưng của nước thải axit từ các mỏ than.
Sau đó, nước được dẫn qua đường ống đến một cơ sở nhỏ trên sườn đồi. Tại đây, nước đi qua 3 bể riêng biệt để loại bỏ các chất ô nhiễm và thu hồi đất hiếm dưới dạng cô đặc. Khi chảy ra ở đầu bên kia để xả trở lại môi trường, nước gần như có màu xanh ngọc. Ông Lance Lin, Giám đốc Sáng kiến các Nguyên tố Đất hiếm của WVU, cho biết hoạt động này mang lại hai lợi ích, gồm xử lý ô nhiễm môi trường và thu hồi đất hiếm như một sản phẩm phụ có giá trị.
Theo ông Lin, quy trình này mang lại lợi ích cho ngành công nghiệp Mỹ vì nước thải axit từ các mỏ than chứa nhiều đất hiếm “nặng.” Các nguyên tố này vốn đã hòa tan tự nhiên trong nước, do đó không cần mở thêm mỏ để khai thác. Tuy nhiên, tiềm năng của cơ sở tại Mount Storm vẫn khá hạn chế. Theo ông Lin, cơ sở này có thể sản xuất khoảng 4 tấn oxit đất hiếm mỗi năm, trong đó khoảng 45% là đất hiếm “nặng.” Con số này chỉ chiếm một phần rất nhỏ nhu cầu của Mỹ. Để xây dựng một nguồn cung có quy mô đáng kể hơn, trường đại học đang xem xét triển khai mô hình này tại nhiều địa điểm khác.
Thanh Nga