Nguyên tố dysprosi (Dy) là nguyên tố đất hiếm nhóm nặng có giá trị kinh tế cao. Hiện nay, nhu cầu Dy kim loại của thế giới đang tăng cao do nó được ứng dụng rất rộng rãi trong lĩnh vực chế tạo vật liệu từ có độ kháng từ cao (NdFe-B và terfenol - D), sử dụng trong nhiều ngành kinh tế, năng lượng, quân sự... Mặt khác, ở Việt Nam có mỏ đất hiếm xenotime Yên Phú có tổng trữ lượng đất hiếm cấp 122 là 27.681 tấn TRE2O3, tài nguyên đất hiếm cấp 333 là 4.014 tấn TRE2O3.

Mỏ Yên Phú có hàm lượng các nguyên tố đất hiếm có giá trị kinh tế cao như Nd (14%), Tb (0,64%), Dy (3,1%) và Y (31%). Ngoài ra còn có các NTĐH nhóm nặng khác như: Ho (0,74%), Er (1,35%), Yb (1,46%); đây là những NTĐH có giá trị kinh tế rất cao, chúng được ứng dụng trong đó có ngành năng lượng nguyên tử. Mỏ đất hiếm Yên Phú hiện nay đã đi vào khai thác trên quy mô lớn. Ở Việt Nam hiện nay chưa có nghiên cứu điều chế các kim loại đất hiếm nhóm nặng. Trên thế giới, Dy kim loại thường được điều chế bằng phương pháp nhiệt kim canxi hệ florua. Do đó, đề tài đặt ra với mục tiêu: Xây dựng được quy trình công nghệ và hệ thiết bị điều chế Dy kim loại từ oxit đất hiếm Dy2O3 bằng phương pháp nhiệt kim canxi hệ florua quy mô phòng thí nghiệm 100g nguyên liệu/ mẻ, hiệu suất nhiệt kim 80% và độ sạch sản phẩm ³ 95%.

Xuất phát từ thực tiễn trên, Chủ nhiệm đề tài Nguyễn Trọng Hùng cùng nhóm nghiên cứu tại Viện Công nghệ xạ hiếm thực hiện đề tài “Nghiên cứu quy trình công nghệ điều chế Disprozi kim loại từ oxit đất hiếm bằng phương pháp nhiệt kim” với mục tiêu: Nghiên cứu công nghệ điều chế muối DyF3 khan từ Dy2O3 sử dụng tác nhân florua hóa là amoni biflorua (NH4HF2); Nghiên cứu công nghệ nhiệt kim canxi hệ florua điều chế Dy kim loại; Nghiên cứu công nghệ tinh luyện-đúc thu nhận sản phẩm Dy kim loại.

Đề tài đã hoàn thành các nội dung sau:

1. Đã chế tạo hệ thiết bị nghiên cứu nhiệt kim điều chế Dy kim loại, bao gồm các thiết bị sau:

- Lò nung dạng ống kín khí, dùng điều chế và khan hóa muối DyF3; nhiệt độ lý thuyết của lò là 1300oC, nhiệt độ làm việc 1000oC; công suất lò 2,5kW.

- Lò nung dạng ống kín khí, dùng nhiệt kim canxi muối DyF3 điều chế Dy kim loại và tinh luyện-đúc thu nhận Dy kim loại; nhiệt độ lý thuyết của lò là 1800oC, nhiệt độ làm việc max 1600oC; công suất lò 12kW.

2. Đã thiết lập quy trình công nghệ nhiệt kim canxi muối DyF3 điều chế Dy kim loại từ oxit Dy2O3 quy mô PTN; công suất 100g nguyên liệu/ mẻ, hiệu suất nhiệt kim > 80% và độ sạch của sản phẩm Dy kim loại > 95%. Quy trình gồm các công đoạn sau:

- Công đoạn điều chế muối DyF3 khan từ oxit Dy2O3 theo phương pháp khô, sử dụng NH4HF2 là tác nhân florua hóa;

- Công đoạn nhiệt kim canxi muối DyF3 khan điều chế Dy kim loại;

- Công đoạn tinh luyện-đúc thu nhận sản phẩm Dy kim loại.

Công đoạn tiếp theo là thu hồi Dy từ xỉ thải của quá trình nhiệt kim. Nghiên cứu này góp phần hoàn chỉnh công nghệ nhiệt kim canxi thu nhận Dy kim loại.

3. Đề tài đã điều chế được ~ 1000g Dy kim loại có độ sạch >95%.

4. Đề tài đã công bố 01 bài báo quốc tế trong danh mục ISI thuộc nhóm Q1 (Hydrometallurgy-IF=4,156) và góp phần công bố 01 bài báo quốc tế trong danh mục ISI thuộc nhóm Q1 (ACS Omega-IF=3,512); 01 báo cáo tại Hội nghị KH&CN hạt nhân 13 tại Hạ Long; 01 bài báo đã được đăng tải trên tạp chí Khoa học&Công nghệ Việt Nam. Ngoài ra, đề tài đã có 01 báo cáo tại Hội nghị KH&CN hạt nhân 14 tại Đà Lạt.

Có thể tìm đọc toàn văn báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 20292/2022) tại Cục Thông tin khoa học và công nghệ quốc gia.

Đ.T.V (NASATI)