Trung Quốc tìm thấy quặng kim loại quý hơn cả đất hiếm, nhưng chưa thể khai thác

Thứ gì có giá trị vượt xa cả đất hiếm, "kim loại công nghệ" đang đi đầu trong những cuộc đối thoại toàn cầu hiện nay?

Đó là beryli, kim loại kiềm thổ và có màu xám. Beryli xuất hiện tự nhiên ở trong lớp vỏ Trái Đất, không khí, đất và nước. Tuy nhiên, Beryli không có nhiều trong vũ trụ vì nó chỉ được tạo ra trong những vụ nổ sao siêu mới.

Thế nhưng sở dĩ việc tìm thấy quặng beryli có ý nghĩa rất quan trọng, thậm chí được ví như kho báu, bởi vì nó được ứng dụng trong một loạt những ứng dụng điện tử. Ngoài ra, theo các chuyên gia, beryli sẽ trở thành vật liệu mới hàng không vũ trụ trong tương lai.

Tìm thấy "kho báu" ở Tân Cương, nhưng chưa thể khai thác?

Trong những năm qua, các nhóm khảo sát của Trung Quốc đã tìm thấy nhiều mỏ kim loại quý hiếm. Trong số đó, các nhóm nghiên cứu đã tìm thấy một trong những nguyên tố hiếm nhất là beryli.

Beryli là kim loại quý hơn cả đất hiếm. (Ảnh: theodoregray)

Kim loại có độc tính cao này là nguyên liệu thô không thể thiếu trong các ngành công nghiệp sản xuất tên lửa, hàng không, luyện kim, đồng thời là nguyên liệu tuyệt vời cho các vệ tinh.

Dù không phải là đất hiếm nhưng do sự khan hiếm cùng đặc tính khiến beryli trở thành kim loại được nhiều quốc gia trên thế giới săn lùng. Hiện nay, trên thế giới chỉ có ba quốc gia là Mỹ, Trung Quốc và Kazakhstan hiện đang khai thác và chế biến quặng beryli có khả năng thương mai.

Theo các chuyên gia, beryli phần lớn được tìm thấy trong quặng và ước tính trữ lượng trên thế giới chỉ khoảng 400.000 tấn. Thực tế trữ lượng beryli được tìm thấy ở Trung Quốc là khoảng 21.000 tấn. Trong đó, trữ lượng beryli được phát hiện ở Tân Cương, khu tự trị phía Tây Bắc Trung Quốc, vượt quá 4.000 tấn.

Phát hiện mới này sẽ biến mỏ beryli ở Tân Cương trở thành mỏ lớn nhất thế giới. Điều này có thể đảm bảo thuận lợi cho quốc gia này trong cuộc đua vào vũ trụ, đồng thời sản xuất nhiều loại vũ khí cao cấp khác nhau.

Mỏ quặng beryli được tìm thấy ở Tân Cương. (Ảnh: Xinhua)

Tuy nhiên, mỏ beryli được phát hiện ở Tân Cương sẽ không dễ dàng được khai thác để làm vật liệu dự trữ cho hàng không vũ trụ trong tương lai.

Nguyên nhân là do chi phí khai thác rất đắt đỏ. Ngoài ra, việc khai thác quặng beryli cũng giống như đất hiếm, đòi hỏi phải sử dụng một lượng lớn các chất hóa học, thậm chí là nguyên tố phóng xạ. Điều này sẽ gây ra không ít thiệt hại nghiêm trọng cho môi trường xung quanh.

Hơn nữa, nơi tìm thấy quặng beryli nằm ở Hòa Điền, Tân Cương. Đây cũng là nơi xuất xứ của ngọc Hòa Điền, loại ngọc bích nổi tiếng của Trung Quốc. Tuy nhiên, do khai thác lâu năm nên tình trạng ô nhiễm môi trường ở Hòa Điền rất nghiêm trọng.

Do đó, để bảo vệ môi trường địa phương, các mỏ beryli mới được tìm thấy sẽ không được khai thác trong thời gian tới.

Mặt khác, với bài học nhãn tiền về khai thác đất hiếm trong quá khứ, các nhà chức trách cần phối hợp với các chuyên gia để đưa ra phương án khai thác hợp lý nhất đối với các mỏ beryli trong tương lai.

Vì sao beryli lại quý hơn cả đất hiếm?

Beryli là nguyên tố thứ 4 trong bảng tuần hoàn hóa học. Có lẽ không nhiều người biết đến kim loại nhẹ này, nhưng nó lại một nguyên liệu thiết yếu trong nhiều lĩnh vực công nghệ cao.

Beryli là một kim loại kiềm thổ.

Beryli không tan trong nước dù ở nhiệt độ cao do có lớp oxit bền bảo vệ. Tuy nhiên, beryli có thể tan trong dung dịch kiềm mạnh hoặc kiềm nóng chảy để tạo berilat.

Khác với các kim loại như magie, canxi, beryli và cả các muối của nó đều có độc tính, gây hại cho cơ thể người, thậm chí có khả năng gây ung thư. Chính vì vậy, theo các chuyên gia, cần phải hết sức cẩn thận khi tiếp xúc với những vật dụng có chứa beryli.

Do được đào thải rất chậm ra khỏi cơ thể con người nên beryli có thể gây ra những tổn thương nội tạng, thậm chí là ung thư.

Trong số 6 nguyên tố thuộc kim loại kiềm thổ, bao gồm: beryli (Be), magie (Mg), canxi (Ca), stronti (Sr), bari (Ba), radium (Ra), beryli được gọi là kim loại hiếm nhẹ.

Các nhà nghiên cứu tìm thấy mỏ quặng beryli khổng lồ ở Tân Cương. (Ảnh: Shutterstock)

Chỉ với hàm lượng beryli nhỏ nhưng lại có tác dụng rất lớn. Kim loại này được sử dụng trong hàng không vũ trụ, nhà máy điện hạt nhân... Đặc biệt, do có đặc tính ổn định nên beryli có thể được sử dụng để làm tên lửa.

Theo các chuyên gia, nếu sử dụng vật liệu truyền thống, trọng lượng của tên lửa sẽ tăng thêm 500kg. Đây quả là một trở ngại, bởi đối với thiết bị hàng không vũ trụ, trọng lượng cần được tính toán kỹ lưỡng.

Trên thực tế, trong lĩnh vực hàng không vũ trụ, những kim loại thường được sử dụng là nhôm và titan. Trong khi đó, mật độ của beryli tuy nhỏ hơn nhiều hai kim loại này nhưng lại có độ bền gấp 4 lần thép. Do đó, sử dụng beryli để thay thế nhôm và titan có thể làm giảm trọng lượng của tên lửa một cách hiệu quả.

Ngoài ra, beryli cho tia X đi qua, đồng thời các neutron được giải phóng khi kim loại này bị bắn phá bằng những hạt alpha từ các nguồn phóng xạ. Do đó, beryli là nguồn nhiên liệu quan trọng trong công nghiệp hạt nhân.

Để bảo vệ môi trường xung quanh khỏi bị neutron tấn công, hầu hết các lò phản ứng hạt nhân đều có một lớp bao bọc bên ngoài. Lớp bọc này có chứa beryli nhằm ngăn các hạt thừa không bị thất thoát ra ngoài và gây nguy hiểm.

Trên thực tế, một trong những dự án khoa học tốn kém nhất trong lịch sử cũng sử dụng beryli như một nguyên liệu quan trọng. Cụ thể, kính viễn vọng không gian James Webb trị giá 10 tỷ USD của NASA được cho là cũng sẽ có 18 phần lục giác làm từ beryli trong các gương của nó. Vì siêu kính viễn vọng này tiếp xúc với nhiệt độ -240 độ C, nên các gương của nó phải được làm bằng beryli, vật liệu có khả năng chịu được nhiệt độ rất thấp.