Tro bay – Nguồn nguyên liệu phi truyền thống của các nguyên tố đất hiếm – Phần 1

Ngày 07/01/2016 01:43
Mặc dầu có sự gia tăng nguồn năng lượng tái tạo mới như địa nhiệt, gió và mặt trời nhưng nhu cầu năng lượng thế giới từ than tiếp tục tăng cho đến năm 2017 có thể vượt khả năng cung cấp năng lượng lớn nhất là từ dầu.

Chưa có ảnh

Với nhu cầu năng lượng thế giới tăng, than được coi là nguồn năng lượng an toàn và tin cậy và nhiều nước tăng tiêu thụ than. Kết quả là lượng tro bay thế giới tạo ra tăng và gây áp lực tái chế và tái sử dụng. Mặc dầu có nhiều khả năng sử dụng tro bay, tuy nhiên, trung bình, chỉ có khoảng 25% tro bay được sử dụng, số còn lại được coi như chất gây ô nhiễm và phải tồn chứa như phế thải.

Số liệu nghiên cứu cho thấy rằng tro bay đốt than thể hiện sự ổn định cao của các nguyên tố tự nhiên thường gặp với các hàm lượng có thể so sánh với mức độ ổn định của nguyên tố địa hóa tự nhiên. Do vậy các nghiên cứu mới đây về tro bay đều tập trung vào các ứng dụng mới. Mặc dầu có nhiều nghiên cứu về  sử dụng tro bay, tuy nhiên chỉ có một số nghiên cứu xem xét tiềm năng của tro bay như nguồn cung cấp các nguyên tố đất hiếm (rare earth elements-REE).

Ngoài ra, việc sử dụng sinh khối (biomass) như nhiên liệu đốt kèm trong các nhà máy nhiệt điện đang tăng lên, do vậy làm tăng sự sản sinh một loại tro bay “mới”, có các thuộc tính khác với  tro bay đốt than, và do vậy cần có các nghiên cứu bổ sung để sử dụng như thông dụng cho sản xuất xi măng, bê tông. Điều này cho thấy sự quan trọng của việc nghiên cứu sử dụng tro bay đốt than cũng như tro bay đốt than-sinh khối. Các nguyên tố đất hiếm (trong Bảng tuần hoàn Menđêlêép dưới đây, được tô màu vàng (Hình 1) đặc biệt được sử dụng trong các loại vật liệu mới và các công nghệ mới (Hình 2).


Hình 1. Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học Men đê lê ép và các nguyên tố đất hiếm

Mặc dù được gọi là các nguyên tố đất hiếm-REE, nhưng tài nguyên REE lại không hiếm gặp do chúng được nhận biết phân bố tại 34 nước trên thế giới, nhưng do việc khai thác và sản xuất chúng không rẻ và có thể kéo theo các tác động tiêu cực đáng kể đến môi trường (hoạt độ phóng xạ của các nguyên tố đi kèm với chúng như urani và thori) nên chúng có sự thay thế và tỷ lệ tái chế thấp, do vậy phần lớn các nước và các nền kinh tế trên thế giới trong đó có EU phụ thuộc nhiều vào nhập khẩu.

Trong các năm gần đây, phần lớn các nước sản xuất và xuất khẩu REE đã giảm sự xuất khẩu sang EU nhằm bảo vệ các ngành công nghiệp trong nước. Ví dụ như Trung Quốc, nhà sản xuất và xuất khẩu REE lớn nhất (chiếm tỷ lệ 97-98%), đã tăng thuế xuất lên REE và giảm tỷ lệ xuất khẩu (giảm khoảng 40% trong các năm 2009 và 2010). Và do vậy tạo sự chênh lệch giữa cung và cầu REE, và điều này đặc biệt quan trọng để xem xét các nguồn tài nguyên thay thế.


Hình 2. Các lĩnh vực sử dụng các nguyên tố đất hiếm


>> Mời Quý vị xem tiếp Phần 2...

Trung tâm Thông tin (Environ Sci Pullut Res Inl.)