Vi lượng đất hiếm - Rare Earth Elements

Nội dung chính
1. [TOC]
2. Các nguyên tố vi lượng đất hiếm
3. Quặng đất hiếm và phân bố trong tự nhiên
4. Tình hình đất hiếm tại Việt Nam
5. Các ứng dụng chủ yếu của đất hiếm trong công nghiệp
6. Trong nông nghiệp - Vì sao cần bổ sung đất hiếm cho cây và đất.
7. Tác dụng của vi lượng đất hiếm đối với cây trồng
7.1. Lưu ý khi sử dụng:

Các nguyên tố vi lượng đất hiếm

Nguyên tố đất hiếm hay kim loại đất hiếm là tập hợp gồm 17 nguyên tố hóa học trong bảng tuần hoàn Mendeleev, theo định nghĩa của IUPAC. Nhóm này bao gồm scandi (Sc), yttri (Y) và 15 nguyên tố thuộc dãy lantan (từ La đến Lu). Mặc dù tên gọi là "đất hiếm", nhưng ngoại trừ promethi (Pm), các nguyên tố này thực tế có hàm lượng tương đối cao trong vỏ Trái Đất.

Quặng đất hiếm và phân bố trong tự nhiên

Các nguyên tố đất hiếm có thể được tìm thấy trong các lớp trầm tích, mỏ quặng đặc trưng và cả trong cát đen ven biển. Mặc dù nhóm đất hiếm không được phân loại riêng biệt trong hệ thống phân loại hóa học truyền thống, nhưng trong các ứng dụng công nghiệp – đặc biệt là theo phân loại của USPTO – chúng thường được đưa vào nhóm hợp kim và hợp chất, điển hình là nam châm đất hiếm, được chế tạo từ các hợp chất khác nhau chứa các nguyên tố này.
Quặng đất hiếm

Vị trí trong bảng tuần hoàn

Các nguyên tố đất hiếm được xếp ở phần dãy lantan và actini nằm bên dưới bảng tuần hoàn Mendeleev, cụ thể nằm trong nhóm F – các nguyên tố phân lớp f. Đây là những nguyên tố có cấu hình electron đặc biệt, thường biểu hiện tính chất hóa học tương tự nhau.

Tình hình đất hiếm tại Việt Nam

Tại Việt Nam, theo khảo sát và đánh giá của các nhà khoa học địa chất, trữ lượng đất hiếm ước tính khoảng 10 triệu tấn, tập trung chủ yếu ở:
- Các mỏ quặng tại khu vực Tây Bắc (như Lai Châu, Lào Cai,...).
- Các mỏ cát đen dọc theo ven biển miền Trung, nơi đất hiếm tồn tại chủ yếu dưới dạng sa khoáng ven biển.

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

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

Từ năm 1878, các nhà khoa học đã phát hiện sự hiện diện của nguyên tố đất hiếm trong thực vật, tiêu biểu như củ cải, thuốc lá, nho và nhiều loại cây khác. Điều này chứng minh rằng, trong quá trình sinh trưởng, cây trồng có khả năng hấp thụ các nguyên tố đất hiếm từ đất.
Tuy nhiên, trong canh tác hiện đại, người nông dân chủ yếu sử dụng phân bón vô cơ gồm N, P, K và một số nguyên tố vi lượng phổ biến như kẽm (Zn), đồng (Cu), molypden (Mo), mangan (Mn), Bo (B),... mà rất ít người biết đến vai trò cũng như sự tồn tại của đất hiếm trong cây trồng. Do đó, việc bổ sung vi lượng đất hiếm cho đất và cây hầu như không được thực hiện.
Kết quả là qua thời gian, đất canh tác ngày càng bị suy giảm hàm lượng các nguyên tố vi lượng đất hiếm, ảnh hưởng tiêu cực đến năng suất và chất lượng cây trồng.
Vì vậy, việc bổ sung các nguyên tố đất hiếm thông qua các chế phẩm phân bón chuyên dụng là cần thiết để phục hồi độ màu mỡ của đất và đáp ứng nhu cầu dinh dưỡng vi lượng quan trọng cho cây trồng trong điều kiện canh tác thâm canh hiện nay.

Tác dụng của vi lượng đất hiếm đối với cây trồng

Khi được bổ sung vào đất hoặc phun trực tiếp lên lá với liều lượng và nồng độ thích hợp, các nguyên tố vi lượng đất hiếm có thể mang lại nhiều lợi ích vượt trội cho cây trồng, cụ thể như sau:

Tăng cường khả năng quang hợp từ 20 – 80%, góp phần nâng cao năng suất cây trồng rõ rệt, trong khi chi phí đầu tư lại rất thấp.
Thúc đẩy trao đổi chất, đồng thời tăng khả năng hấp thu phân bón đa lượng (N, P, K), giúp giảm thất thoát dinh dưỡng và tiết kiệm chi phí phân bón.
Kích thích sự phát triển của bộ rễ, từ đó giúp cây tăng khả năng chịu hạn trong điều kiện khô nóng kéo dài.
Tăng sức đề kháng tự nhiên của cây, nhờ đó giảm nguy cơ mắc sâu bệnh, hạn chế sử dụng thuốc bảo vệ thực vật.
An toàn khi sử dụng, vì dư lượng đất hiếm trong sản phẩm không khác biệt nhiều so với đối chứng, đảm bảo chất lượng nông sản.
Cải thiện hương vị, giúp sản phẩm nông nghiệp giữ được mùi vị đặc trưng hấp dẫn hơn.
Thúc đẩy quá trình nảy chồi, ra hoa và đậu quả, đồng thời làm tăng hàm lượng đường trong nông sản, từ đó nâng cao cả hình thức và chất lượng sản phẩm đầu ra.

Lưu ý khi sử dụng:

Vi lượng đất hiếm chỉ phát huy tác dụng khi sử dụng đúng liều lượng. Việc dùng quá liều không chỉ không mang lại hiệu quả tăng năng suất, mà còn có thể gây ngộ độc cho cây, dẫn đến giảm năng suất và tăng dư lượng đất hiếm trong nông sản – điều không mong muốn trong canh tác bền vững.