Nguồn phế thải ấy chủ yếu gồm 2 loại. Thứ nhất là đá thải than, tức phần đá lẫn trong vỉa than khi khai thác. Thứ 2 là tro bay, loại tro mịn được giữ lại sau khi than bị đốt trong các nhà máy điện. Từ trước tới nay, cả hai chủ yếu chỉ được dùng làm phụ gia xi măng giá trị thấp. Phần còn lại thường bị chất đống, vừa chiếm đất, vừa gây áp lực ô nhiễm môi trường.
Tuy nhiên, theo giới nghiên cứu Trung Quốc, bên trong những khối phế thải tưởng như vô giá trị ấy lại có thể chứa nhiều kim loại quan trọng.
Dai Shifeng, chuyên gia tại Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và là giáo sư tại Đại học Mỏ - Công nghệ Trung Quốc ở Bắc Kinh, nhận định rằng phế thải than chứa nhiều nguyên tố kim loại khác nhau và có thể trở thành một nguồn cung kim loại chiến lược đáng kể trong tương lai.
Mỹ, Australia và Nga cũng đang nghiên cứu công nghệ chiết xuất kim loại từ than, nhưng Trung Quốc được cho là đang có lợi thế nhất định nhờ nền tảng công nghiệp sẵn có. Theo truyền thông nước này, Trung Quốc đã có thể thu hồi nhiều kim loại từ đá thải than và tro bay, trong đó có germanium, nhôm, lithium và gallium.
Điểm mạnh của Trung Quốc nằm ở chỗ nước này đã hình thành sẵn hệ sinh thái công nghiệp gắn với than trong nhiều thập kỷ, từ tuyển rửa, chế biến hóa chất đến phát điện. Nhờ đó, việc tận dụng phế thải để thu hồi tài nguyên có nền tảng thuận lợi hơn so với nhiều nước khác.
Dù vậy, khai thác kim loại từ phế thải than không phải công việc đơn giản. Theo Giáo sư Dai, trở ngại lớn nằm ở chỗ thành phần than không đồng nhất. Một số nhà máy điện trộn than từ nhiều nguồn trước khi đốt, khiến hàm lượng kim loại trong tro bay tại cùng một nhà máy luôn thay đổi. Điều đó khiến quá trình tách chiết khó ổn định và làm tăng chi phí công nghệ.
Thực ra, ý tưởng khai thác kim loại từ than không phải mới. Sau Thế chiến II, than từng là một nguồn uranium quan trọng cho ngành công nghiệp hạt nhân giai đoạn đầu của Mỹ và Liên Xô cũ. Chỉ về sau, khi khai thác uranium thương mại trở nên rẻ và dễ hơn, vai trò ấy mới giảm đi.
Tại Trung Quốc, một số phát hiện trong những năm gần đây đã củng cố thêm niềm tin vào hướng đi này. Năm 2016, mỏ than Ningwu ở tỉnh Sơn Tây được xác định có một mỏ lithium liên quan tới than với quy mô lớn, được xem là trường hợp đầu tiên như vậy trên thế giới. Ở Nội Mông, các nhà nghiên cứu cũng phát hiện những mỏ germanium đáng kể nằm trong than. Tập đoàn Năng lượng Trung Quốc đã phát triển công nghệ thu hồi germanium từ than non chứa germanium ở khu vực Tích Lâm Quách, với tỷ lệ thu hồi đạt tới 90%.
Đầu năm nay, doanh nghiệp than tư nhân Wintime Energy còn phát hiện tại một mỏ than ở Sơn Tây khoảng 7,84 triệu tấn bauxite và 470 tấn gallium, đều đạt tiêu chuẩn mỏ cỡ trung bình.
Ở khâu ứng dụng công nghiệp, Tập đoàn Mengtai tại Nội Mông đang biến tro bay và đá thải than thành hợp kim nhôm - silicon dùng cho máy điều hòa và linh kiện ôtô. Sau khi hoàn thành thử nghiệm quy mô 10.000 tấn trong năm 2024, doanh nghiệp này hiện tiếp tục xây dựng dây chuyền công suất một triệu tấn tại Chuẩn Cát Nhĩ.
Vậy vì sao than lại chứa kim loại? Câu trả lời nằm trong chính quá trình hình thành than.
Than thực chất là phần thực vật cổ đại bị chôn vùi, tích tụ và biến đổi dưới lòng đất trong thời gian rất dài. Theo ông Dai, than bùn - tiền thân của than - thường tích tụ trong các bồn địa. Nếu các vùng địa hình cao xung quanh giàu kim loại, mưa, sông ngòi và gió có thể cuốn các nguyên tố ấy xuống bồn địa, nuôi dưỡng thực vật và dần làm giàu kim loại trong các lớp than.
Ngoài ra, tro núi lửa cũng là một nguồn bổ sung quan trọng. Tro núi lửa kiềm có thể chứa các kim loại như niobium, zirconium và gallium.
Khi rơi xuống các đầm lầy than bùn cổ đại, chúng để lại dấu tích trong các vỉa than hình thành về sau. Theo cách giải thích này, các mỏ than ở Vân Nam, Quý Châu, Tứ Xuyên và Trùng Khánh có hàm lượng kim loại cao không phải là điều ngẫu nhiên.
Vu Lam
Theo SCMP
