Trong cuộc chạy đua toàn cầu về đất hiếm – nguyên liệu sống còn cho xe điện, hoả tiễn và điện thoại thông minh – Hoa Kỳ đang âm thầm nhưng quyết liệt giành lại vị thế.
Với công nghệ màng lọc tinh khiết 100%, Mỹ không chỉ giảm phụ thuộc Trung Quốc từ 80% xuống còn 35% trong 5 năm, mà còn định hình lại chuỗi cung ứng toàn cầu theo hướng sạch, bền vững và an toàn.
Công nghệ màng lọc: “Vũ khí bí mật” của Mỹ
Khác với phương pháp chiết tách dung môi truyền thống, vốn thải hàng chục tấn chất độc mỗi tấn đất hiếm, công nghệ màng lọc (membrane separation) của Mỹ hoạt động như một bộ lọc siêu thông minh:
Nanofiltration loại bỏ tạp chất ở kích thước nano
Electrodialysis tách từng ion đất hiếm bằng điện trường
Membrane Crystallization kết tinh tinh khiết >99.99%
Kết quả?
Không acid, không dung môi, không chất thải nguy hại.
Chỉ cần nước, điện và màng tái sử dụng.
Tại hãng USA Rare Earth (Texas), nhà máy màng lọc đầu tiên của Mỹ đã chạy ổn định từ 2024, sản xuất 5.000 tấn NdPr mỗi năm, đủ cho hàng triệu nam châm xe điện Tesla.
Tinh chế đất hiếm bằng công nghệ màng lọc là một phương pháp hiện đại, sạch và hiệu quả cao để tách và làm giàu các nguyên tố đất hiếm (REEs – Rare Earth Elements) từ quặng hoặc dung dịch, thay vì dùng hóa chất độc hại như phương pháp truyền thống (chiết tách dung môi – solvent extraction).
Công nghệ này sử dụng màng bán thấm để lọc chọn lọc theo kích thước ion, điện tích hoặc ái lực hóa học, giúp tách từng nguyên tố đất hiếm riêng lẻ với độ tinh khiết >99.9%.
Thêm các ưu điểm nữa của công nghệ này là chỉ dùng nước + điện + màng tái sử dụng; Không chất thải độc, tái tuần hoàn 95% nước; Hiệu suất lên đến 95–99%; Chi phí thấp hơn 30–40%; Tốc độ lại nhanh gấp 5–10 lần, còn độ tinh khiết là >99.9%
Trong khi Mỹ đầu tư $15 tỷ đô vào công nghệ sạch này, thì Trung Quốc vẫn dùng phương pháp cũ:
120.000 tấn/năm – nhưng 80% từ dung môi độc hại
Chi phí xử lý chất thải: Hàng tỷ đô mỗi năm
Một kỹ sư tại nhà máy luyện đất hiếm Baotou thừa nhận:
“Chúng tôi có thể sản xuất rẻ hơn, nhưng không thể sản xuất sạch hơn.”
Trung Quốc cũng mày mò lĩnh vực công nghệ màng lọc này để tinh chế đất hiếm, nhưng chỉ ở mức nghiên cứu và thử nghiệm. Trung Quốc vẫn phụ thuộc chính vào phương pháp chiết tách dung môi – công nghệ cũ, ô nhiễm cao nhưng rẻ và đã làm chủ hoàn toàn.
Thêm nữa, chi phí đầu tư ban đầu cao, như xây nhà máy màng lọc tốn khoảng $200–300 triệu đô cho 1.000 tấn/năm, chi phí này cao gấp 3–5 lần nhà máy dung môi của họ.
Hiện Trung Quốc chiếm 80% sản lượng REE toàn cầu nhờ hệ thống chiết tách liên tục để tăng sản lượng. Chính sách môi trường thì lỏng lẻo, đồng thời xử lý chất thải rẻ (chôn lấp, hồ chứa).
Đó chính là lý do, Trung Quốc bất chấp ô nhiễm cao, họ có lợi thế nhân công rẻ, chính sách độc đoán (không ai dám kiện) và sản xuất ồ ạt, như một loại vũ khí hạng nặng vì họ vẫn đang là bá chủ vì sản lượng cao và nhu cầu rất cao của thế giới. Trung Quốc dùng ‘món hàng’ này trong chiến lược kiểm soát thị trường, bằng cách giữ công nghệ cũ, giữ giá thấp nhằm đè bẹp đối thủ như Mỹ hoặc Úc.
Vì vậy, tinh chế đất hiếm bằng màng lọc chính là cuộc ‘cách mạng xanh’ trong ngành REEs với các ưu điểm vượt trội: Sạch hơn, Rẻ hơn, Nhanh hơn, An toàn hơn.
Đây chính là công nghệ mà Mỹ và Nhật đang dùng để “thoát Trung” về đất hiếm. Ngoài nhà máy hàng đầu thế giới về công nghệ này là USA Rare Earth (ở Texas), Mỹ còn có 4 nhà máy khác như MP Materials (Mountain Pass), Energy Fuels (Utah), ReElement Technologies… đang hoạt động, hai nhà máy nữa đang khởi công.
Còn ngoại quốc thì nhà máy Nippon Light Metal của Nhật và Lynas của Malaysia cũng sử dụng công nghệ kết hợp với màng lọc, nhưng chưa đạt độ tinh chế như của Mỹ.
Elon Musk với hãng Tesla vì có nhu cầu rất cao về đất hiếm để sản xuất, nên ông biết rất rõ về nhu cầu, cùng chuỗi cung ứng này, ông nói:
“Đất hiếm không phải là hiếm. Điều hiếm là khả năng tinh chế chúng một cách kinh tế.”
Ông nhấn mạnh rằng nút thắt trong chuỗi cung ứng nguyên tố đất hiếm không phải là sự khan hiếm về mặt địa chất, mà là các quy trình tinh chế phức tạp, gây nhiều thách thức về môi trường và tốn kém (chủ yếu do Trung Quốc thống trị). Công nghệ sạch để giải quyết chúng một cách hiệu quả và ít ô nhiễm vẫn là một rào cản đáng kể.
Trong cuộc cạnh tranh với Trung Quốc, Mỹ sẽ đầu tư cao hơn cả về công nghệ, tiền bạc và nguồn cung, nhưng vẫn là công nghệ sạch, để Trung Quốc không còn lấy đất hiếm làm vũ khí chiến lược như hiện tại, dù họ đã đánh đổi môi trường, sức dân để làm điều đó. Mỹ dự định năm 2030 sẽ độc lập hoàn toàn, đồng thời công nghệ sẽ tái chế 50% REE từ pin cũ ở ReElement.
Và như vậy, Mỹ không cần tăng sản lượng 120.000 tấn như Trung Quốc, chỉ cần 40.000 tấn sạch là đủ để kiểm soát chuỗi cung ứng công nghệ cao toàn cầu. Cuộc chiến đất hiếm như vậy đã chuyển hướng, từ “ai sản xuất nhiều nhất” đến “ai sản xuất sạch nhất”.
Và Mỹ đang dẫn đầu.
Uyên Vũ
Ngày 1/11/2025
Be the first to comment