Hợp tác, trao đổi nghiên cứu về đất hiếm giữa Viện Công nghệ xạ hiếm và Trung tâm Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân, Nhật Bản

589

Từ năm 2016 đến 2018 Viện Công nghệ xạ hiếm (ITRRE) và Trung tâm Khoa học và Kỹ thuật hạt nhân (NSEC) – Cục Năng lượng nguyên tử Nhật Bản (JAEA) đã thực hiện chương trình hợp tác nghiên cứu phân tích, đánh giá và chế biến quặng đất hiếm Việt Nam. Chủ nhiệm Dự án phía Việt Nam là TS. Nguyễn Trọng Hùng, Giám đốc Trung tâm Công nghệ nhiên liệu hạt nhân và phía Nhật Bản là Dr. Masayuki Watanabe, Trưởng nhóm Hóa phóng xạ. Hợp tác được thực hiện trong khuôn khổ chương trình JSPS (Japan Society for the Promotion of Science) của chính Phủ Nhật Bản. Theo đó, hàng năm các cán bộ nghiên cứu của ITRRE được cử sang NSEC để tham gia các khóa học sử dụng các thiết bị nghiên cứu hiện đại như: phổ laze femto-giây, phổ Mössbauer (sử dụng nguồn 57Co) nhằm phân tích thành phần, cấu trúc quặng đất hiếm từ các mỏ Đông Pao, Nậm Xe (Lai Châu), Yên Phú (Yên Bái), và sa khoáng Monazite (Bình Thuận).

Nghiên cứu viên của ITRRE và NSEC tại phòng thí nghiệm Femto-second laser (Nhật Bản)

Thiết bị phân tích phổ Mössbauer sử dụng nguồn 57Co

Cùng với việc sử dụng các thiết bị phân tích hiện đại để đánh giá thành phần, cấu trúc các loại quặng đất hiếm Việt Nam, các nghiên cứu viên của ITRRE và NSEC còn tập trung vào nghiên cứu cải thiện quá trình thủy luyện nhằm thu nhận tổng oxit đất hiếm từ tinh quặng đất hiếm Yên Phú. Mặc dù quá trình thủy luyện đất hiếm Yên Phú đã được nghiên cứu trong nước và đạt được một số kết quả tích cực, tuy nhiên quá trình phân hủy tinh quặng ở nhiệt độ cao với axit sunfuric tồn tại một số hạn chế như: sử dụng một lượng lớn axit sunfuric (1,2-1,4 tấn axit/ 1 tấn tinh quặng) để đạt hiệu suất thu hồi cao, phát thải nhiều khí thải trong quá trình nung; tiêu thụ một lượng lớn hóa chất cho quá trình tinh chế sản phẩm và xử lý nước thải, khí thải; khó khăn trong quá trình nung liên tục do hỗn hợp sau khi trộn axit dễ dàng bám dính lên thành lò và gây tắc lò nung.

Nghiên cứu viên của hai cơ quan đã tập trung vào nghiên cứu các hướng như: giảm lượng axit sử dụng, thay đổi điều kiện nung (thời gian, nhiệt độ), xử lý mẫu quặng trước khi nung, sử dụng Fe2(SO4)3 (dạng rắn) như một nguồn SO42- nhằm thay thế một phần axit sunfuric sử dụng. Các kết quả nghiên cứu chỉ ra rằng có thể giảm lượng axit sunfuric từ 1,2-1,4 tấn xuống còn 0,8-1,0 tấn/ 1 tấn tinh quặng mà vẫn đảm bảo hiệu suất thu hồi đất hiếm trên 90%; Fe2(SO4)3 cũng có thể được sử dụng để thay thế một phần axit sunfuric tuy nhiên quá trình nung phải được thực hiện ở nhiệt độ trên 650oC để hạn chế ion sắt đi vào dung dịch hòa tách. Việc giảm lượng axit sử dụng cũng như sử dụng Fe2(SO4)3 như một tác nhân phản ứng đã làm cho quá trình nung liên tục diễn ra thuận lợi, giảm lượng khí thải phát sinh ra môi trường đồng thời làm giảm chi phí xử lý nước thải, khí thải.

Nghiên cứu viên của ITRRE và NSEC thăm quan mỏ Đông Pao (trái) và mỏ Yên Phú (phải)

Về phía Nhật Bản, các nghiên cứu viên của NSEC được thăm quan và trực tiếp khảo sát, lấy mẫu tại các mỏ đất hiếm Đông Pao và Yên Phú. Phía bạn cũng được tham gia trực vào một số quá trình thủy luyện tinh quặng đất hiếm tại cơ sở Phùng, tham gia phân tích thành phần các nguyên tố trên thiết bị ICP-OES. Các kết quả thu được trong quá trình làm việc tại ITRRE được phía bạn đánh giá cao. Đầu năm 2018 nhóm nghiên cứu Hóa phóng xạ của NSEC cũng đã trang bị thiết bị phân tích ICP-OES giống với thiết bị hiện có tại ITRRE. Do đó những kiến thức thu nhận được trong quá trình làm việc tại ITRRE giúp ích rất nhiều cho phía bạn trong việc vận hành, sử dụng thiết bị mới, đồng thời phía ITRRE cũng có một kênh hữu ích để kiểm nghiệm các kết quả nghiên cứu trong tương lai.

Những kết quả bước đầu đạt được đã mở ra một cơ hội hợp tác giữa cơ quan nghiên cứu của hai nước trong tương lai không chỉ trong lĩnh vực phân tích, chế biến quặng đất hiếm Việt Nam mà còn trong các lĩnh vực như: phân chia, tinh chế đất hiếm, nguyên tố hiếm; tái chế nhiên liệu hạt nhân đã qua sử dụng.

Nguyễn Thanh Thủy, Trung tâm Công nghệ nhiên liệu hạt nhân – ITRRE