Vi lượng đất hiếm - Rare Earth Elements

1. Các nguyên tố vi lượng đất hiếm

- Các nguyên tố đất hiếm và Các kim loại đất hiếm, theo IUPAC là tập hợp của 17 (mười bảy) nguyên tố hóa học thuộc bảng tuần hoàn của Mendeleev, có tên gọi là scandi, yttri và 15 (mười lăm) nguyên tố của nhóm Lantan và trái ngược với tên gọi (loại trừ promethi), có hàm lượng lớn trong Trái Đất.

Quặng đất hiếm

- Người ta có thể tìm thấy các nguyên tố đất hiếm ở trong các lớp trầm tích, các mỏ quặng và cát đen. Nhóm đất hiếm thường không có tên trong sự sắp xếp khoa học. Tuy vậy, đất hiếm vẫn được tổ chức USPTO sắp xếp vào dạng hợp kim và các hợp chất khác, chính xác là nam châm đất hiếm từ các dạng khác nhau của nam châm.

Vị trí các nguyên tố vi lượng đất hiếm trong bảng tuần hoàn Mendeleev

- Tại Việt Nam, theo đánh giá của các nhà khoa học địa chất, trữ lượng đất hiếm ở khoảng 10 triệu tấn phân bố rải rác ở các mỏ quặng vùng Tây Bắc và dạng cát đen phân bố dọc theo ven biển các tỉnh miền Trung.

2. Các ứng dụng chủ yếu của đất hiếm trong công nghiệp

+ Trong luyện kim: Khử  oxy, lưu huỳnh và các thành phần có hại khác

+ Sản xuất đá lửa, bộ phận đánh lửa

+ Xúc tác trong chế biến hoá dầu, xử lý khí thải ôtô

+ Dùng trong ngành gốm thuỷ tinh, tác nhân tảy màu, bột đánh bóng cao cấp

+ Sản xuất nam châm vĩnh cửu

+ Sản xuất các chất siêu dẫn, gốm tiêu chuẩnyttria+zirconia

+ Làm chất phát quang cho Tivi màu: ceria+zirconia

+ Làm chất lưu giữ  hydro, pin thứ cấp

+ Làm các vật liệu laser, sợi quang học, kính quang học

+ Vật liệu nhiễm từ cưỡng bức

+ Làm chất thay thế cho chất màu chứa Cadimium rất độc

3. Trong nông nghiệp - Vì sao cần bổ sung đất hiếm cho cây và đất.

- Từ năm 1878 người ta đã thấy có sự tồn tại của vi lượng đất hiếm trong thực vật (củ cải, thuốc lá, nho…).

- Như vậy trong quá trình sinh trưởng, cây đã hấp thu đất hiếm từ đất.

- Trong quá trình thâm canh, người ta chỉ bón chủ yếu là phân vô cơ (N,P,K) và một số nguyên tố vi lượng khác: Zn, Cu, Mo, Mn, B…

- Rất ít người biết đất hiếm là gì, và do vậy càng không biết đến việc bổ sung các yếu tố vi lượng đất hiếm cho cây và đất. Đất trồng trở nên ngày càng thiếu các nguyên tố vi lượng đất hiếm.

- Chính vì vậy cần phải cung cấp vi lượng đất hiếm (theo dạng các chế phẩm phân bón) để trả lại đất trồng các nguyên tố đất hiếm rất cần thiết cho sự phát triển của cây trồng.

4. Tác dụng của vi lượng đất hiếm đối với cây trồng

Vi lượng đất hiếm khi được bổ sung vào đất cho cây trồng, hoặc cung cấp ở dạng phun lên lá cây ở liều lượng và nồng độ thích hợp sẽ có một số tác dụng tuyệt vời sau:

- Làm tăng khả năng quang hợp của cây trồng từ 20 - 80%, tăng năng suất một cách đáng kể với chi phí rất thấp.

- Tăng khả năng trao đổi chất, tăng khả năng hấp thu phân bón đa lượng (giảm sự mất mát phân bón đa lượng N,P,K), do vậy làm giảm chi phí phân bón.

- Tăng sự phát triển của rễ, do đó tăng khả năng chịu hạn

- Tăng sức đề kháng nên giảm hẳn khả năng bị sâu bệnh

- ít độc hại khi sử dụng, d­ư lư­ợng đất hiếm không khác nhiều so với đối chứng

- Làm tăng h­ương vị hương vị đặc trưng của sản phẩm nông nghiệp.

- Tăng khả năng đâm chồi, nảy lộc, tăng khả năng tạo quả và đặc biệt là làm tăng hàm lượng đường, làm tăng cả hình thức lẫn chất lượng sản phẩm.

Lưu ý: Khi dùng đất hiếm với lượng lớn thì năng suất tăng không nhiều, thậm chí giảm năng suất (do cây bị ngộ độc) và bắt đầu tăng dư lượng đất hiếm trong cây.

5. Một số dẫn chứng cụ thể về lợi ích của vi lượng đất hiếm trong trồng trọt.

(A) Vạt chè đối chứng (không sử dụng) và (B) Vạt chè được bổ sung vi lượng đất hiếm qua lá (*)

Bộ dễ cây chè đối chứng (trái) và bộ rễ cây chè được bổ sung vi lượng đất hiếm (phải) (*)

Hình ảnh cây cam không sử dụng (trái) và cây cam có sử dụng vi lượng đất hiếm (phải) ở Thuận Thành - Bắc Ninh (*)

6. Các nghiên cứu về vi lượng đất hiếm trên thế giới và tại Việt Nam

- Từ năm 1972 Trung quốc bắt đầu nghiên cứu các chế phẩm đất hiếm dùng trong phân bón.

- Năm 1997, ở TQ đã có 160 nhà máy, sản xuất 5 triệu tấn phân bón chứa đất hiếm/năm, sử dụng trên 6,68 triệu ha, năng suất cây trồng tăng cỡ 10 - 20%

- Một số Viện nghiên cứu tại VN cũng đã có nghiên cứu về phân bón vi lượng đất hiếm, nhưng các nghiên cứu này còn rời rạc, không có sự phối hợp, liên kết, đã  có một số kết quả nhưng chưa thấy phát triển ra diện rộng

- Viện Công nghệ Xạ Hiếm cũng đã tiến hành nghiên cứu:

+ 1 đề tài cơ sở (1997),

+ 1 đề tài cấp bộ (2001-2002),

+ 1 đề tài cấp bộ (2003-2004),

+ 1 dự án sản xuất cấp bộ (2004-2005)

(*) Các hình ảnh thử nghiệm bổ sung vi nghiệm đất hiếm của Viện công nghệ xạ hiếm.