Phát hiện mới rọi ánh sáng vào những kim loại ‘xanh” có giá trị

Nghiên cứu do trường đại học Macquarie thực hiện đã rọi ánh sáng mới vào các mức nồng độ kim loại thường được sử dụng trong các công nghệ về năng lượng tái tạo có thể được vận chuyển từ sâu bên trong lớp phủ trái đất do các tan chảy giàu carbon, nhiệt độ thấp.

Credit: Science Advances (2024). DOI: 10.1126/sciadv.adk5979

Phát hiện này, được xuất bản trên tạp chí Science Advances 1, có thể hỗ trợ cho các nỗ lực toàn cầu trong việc kiếm tìm các vật liệu thô có giá trị.

Một nhóm nghiên cứu quốc tế do tiến sĩ Isra Ezad, một postdoct của trường Khoa học tự nhiên, ĐH Macquarie, đã tiến hành các thực nghiệm diễn ra với nhiệt độ và áp suất cao để có thể tạo ra một lượng nhỏ vật liệu carbonate nóng chảy tại các điều kiện tương tự như điều kiện ở sâu dưới lớp vỏ trái đất 90 km, bên dưới lớp phủ – trái đất gồm ba lớp chính là lớp vỏ (crust), lớp phủ (mantle), lõi (core).

Các thực nghiệm của họ đã chứng tỏ, các mức nóng chảy carbonate có thể làm tan rã và mang theo rất nhiều kim loại và hợp chất quan trọng từ đá xung quanh trong lớp phủ trái đất – thông tin mới đem lại nhiều thông tin cho hoạt động thăm dò kim loại trong tương lai.

“Chúng tôi biết sự nóng chảy carbonate sẽ mang theo nhiều nguyên tố đất hiếm nhưng nghiên cứu này còn đi xa hơn”, tiến sĩ Ezad nói. “Chúng tôi đã chứng tỏ đá nóng chảy chứa carbon hấp thụ sulfur trong hình thức ô xy hóa của nó trong khi hòa tan các kim loại quý và cơ bản – những kim loại ‘xanh’ của tương lai – được tách ra từ vỏ trái đất”.

Phần lớn đá nằm sâu trong lớp vỏ trái đất và bên dưới lớp phủ có silicate trong thành phần, giống như nham thạch phun trào từ các miệng núi lửa.

Tuy nhiên một phần rất nhỏ (một phần của một phần trăm) đá dưới sâu chứa một lượng nhỏ carbon và nước là nguyên nhân khiến chúng dễ bị tan chảy tại các mức nhiệt độ thấp so với những phần khác của lớp phủ.

Các tan chảy carbonate đó hòa tan và vận chuyển một cách hiệu quả kim loại nền (bao gồm nickel, đồng và cobalt), kim loại quý (bao gồm vàng và bạc), và sulfur ôxy hóa, chưng cất các kim loại đó thành các mỏ tiềm năng.

“Phát hiện của chúng tôi đề xuất là sự tan chảy carbonate được làm giàu trong sulfur có thể diễn ra trên diện rộng hơn so với suy nghĩ trước đây, và có thể đóng một vai trò quan trọng trong việc tập trung các mỏ kim loại”, tiến sĩ Ezad nói.

Các nhà nghiên cứu sử dụng hai thành phần lớp phủ tự nhiên, một là mica pyroxenite từ Tây Uganda và một là fertile spinel lherzolite từ Cameroon.

Các vùng vỏ lục địa dày hơn có xu hướng hình thành trong những vùng lục địa già hơn, nơi chúng đóng một vai trò như một loại bọt biển, hút carbon và nước, tiến sĩ Ezad giải thích. “Sự tan chảy carbon-sulfur xuất hiện để hòa tan và tập trung các kim loại đó bên trong các vùng vỏ riêng rẽ, chuyển chúng đến những vùng nông hơn của lớp phủ trái đất, nơi các quá trình hóa học sôi động có thể dẫn đến hình thành các mỏ quặng”, cô nói.

Tiến sĩ Ezad nói, nghiên cứu này chỉ dấu việc theo dấu sự tan chảy carbonate có thể đem lại cho chúng ta những hiểu biết sâu hơn về sự tái phân bổ kim loại ở quy mô lớn và các quá trình hình thành quặng trong suốt lịch sử trái đất.

“Khi thế giới chuyển đổi từ việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch sang các loại công nghệ gió, mặt trời, pin lưu trữ, nhu cầu về các kim loại thiết yếu lại gia tăng và điều này khiến cho ngày càng khó hơn trong việc tìm kiếm các nguồn cung đáng tin cậy”, tiến sĩ Ezad nói.

“Dữ liệu mới cung cấp cho chúng ta một không gian khám phá khoáng sản mà trước đây chưa từng được xem xét về các kim loại cơ bản và quý – các mỏ từ sự tan chảy carbonate”, cô nói.

Thanh Hương tổng hợp

Nguồn: https://phys.org/news/2024-03-valuable-green-metals.html

https://morungexpress.com/study-shows-how-to-track-valuable-green-metals-from-depths-of-earth

——————————————

1.https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk5979

Tác giả