Các kim loại quý hiếm nhất hành tinh

Vàng, kim cương thường được mọi người biết đến là những kim loại quý hiếm và đắt đỏ trên thế giới. Nhưng ít ai biết rằng còn có những kim loại khác rất hiếm và đắt hơn rất nhiều nhờ tính năng sử dụng quý giá đặc biệt của chúng. Chắc chắn bạn sẽ rất ngạc nhiên khi nghe tới tên và công dụng của chúng đấy.

Hãy cùng điểm mặt top 10 kim loại quý hiếm hàng đầu thế giới, trong đó đơn vị đo lường dùng cho kim loại quý là “troy ounce” – tương đương với 1,1 ounce thường hay bằng 0,031kg (1 ounce = 28,35g).

10. Indi

Những thỏi Indi nguyên chất.

Indi (Indium) là một kim loại khá hiếm, mềm, dễ uốn và dễ nóng chảy, ở dạng kim loại tinh khiết được nhiều nguồn tài liệu cho là không độc hại, được hai nhà hóa học người Đức là Ferdinand Reich và Hieronymous Theodor Richter phát hiện năm 1863. Khi ở dạng kim loại nguyên chất và bị uốn cong thì nó phát ra các tiếng kêu răng rắc. Ứng dụng chủ yếu của nó hiện nay là để tạo ra các điện cực trong suốt dùng trong các màn hình tinh thể lỏng (LCD). Nó cũng được sử dụng rộng rãi trong các màng mỏng để tạo ra các lớp bôi trơn.

Indi đứng thứ 61 về độ phổ biến trong lớp vỏ Trái Đất, nghĩa là nó có nhiều gấp ba lần bạc. Indi được sản xuất chủ yếu từ các cặn bã còn lại sau khi tinh chế quặng kẽm. Nhu cầu sử dụng indi đã gia tăng nhanh chóng trong những năm gần đây với sự phổ biến của màn hình máy tính/ti vi LCD.

9. Bạc

Trang sức bằng bạc

Từ ngàn xưa, kim loại này đã được dùng trong buôn bán và làm cơ sở cho nhiều hệ thống tiền tệ. Ngày nay, ngoài việc được sử dụng làm các đồ trang trí có giá trị, bạc còn được sử dụng trong nhiều lĩnh vực khác như làm răng giả, linh kiện điện tử hay sản xuất gương cần độ phản xạ cao. Đặc biệt, các muối halôgen của nó có vai trò quan trọng và được ứng dụng rộng rãi trong đời sống; chẳng hạn, bạc nitrat được sử dụng rộng rãi trong công nghệ lưu phim ảnh; hay Iốtđua bạc có thể làm tụ mây để tạo mưa nhân tạo.

Bạc tự bản thân nó không độc nhưng phần lớn các muối của nó là độc và có thể gây ung thư.

Bạc có hiệu ứng và khả năng giết chết nhiều loại vi khuẩn, vi trùng mà không để lại ảnh hưởng rõ ràng tới sức khỏe và sự sống của các động vật bậc cao. Hippocrates - cha đẻ của y học hiện đại, đã viết rằng bạc có các thuộc tính có lợi cho sức khỏe và phòng chống bệnh tật. Ở Việt Nam, dân ta cũng đã biết áp dụng hiệu ứng này khi đeo bạc để "kỵ gió", "phòng bệnh". Theo những nghiên cứu gần đây, sữa mẹ để trong bình sữa tráng bạc lâu hỏng hơn là đựng trong bình nhựa thông thường. Nhiều nhà sản xuất thiết bị điện lạnh như Toshiba, Panasonic, Samsung ứng dụng công nghệ nano bạc trong tủ lạnh, điều hòa nhiệt độ, máy giặt với mục đích sát khuẩn.

8. Reni (Rhenium)

Những thỏi Reni tinh khiết.

Những kim loại được xếp hạng quý là do chúng khó tìm và đặc biệt khó phân tích. Việc khai thác kim loại hiếm bao giờ cũng là quy trình phức tạp và đắt tiền. Chẳng hạn như cần phải xử lý một lượng lớn khoáng thạch mới chiết ra được 1kg kim loại hiếm Rhenium. Đây là kim loại quý có ý nghĩa chiến lược trong ngành cơ khí chế tạo máy móc chịu nhiệt cao. Với nhiệt độ nóng chảy rất cao (hơn 3.000 độ C), các hợp kim với Rhenium được dùng để chế tạo các bộ phận trong máy bay phản lực, tên lửa, và là vật liệu lý tưởng trong ngành năng lượng nguyên tử. Hợp kim của Reni với vonfram dùng làm dây tóc bóng đèn điện, chế tạo pin nhiệt điện. Reni còn được dùng làm chất xúc tác trong công nghiệp lọc - hoá dầu.

Rhenium được các nhà khoa học tìm ra vào năm 1925. Tên gọi của nó xuất phát từ tên sông Rhein của Đức (vì người ta tìm ra nó ở Đức). Vào năm 2010, kim loại này có giá khoảng 141USD/troy ounce (tương đương khoảng hơn 4.500USD/kg.

7. Paladi (Palladium)

"Em trai" của Rhodium là Palladium (Paladi). Đây cũng là thành phần không thể thiếu trong bộ xử lý khí thải của xe ô tô.

Tinh thể Paladi

Paladi là một kim loại hiếm màu trắng bạc và bóng, được William Hyde Wollaston phát hiện năm 1803, và đặt tên theo tên gọi của tiểu hành tinh Pallas. Đặc biệt, ở nhiệt độ phòng và áp suất khí quyển, paladi có thể hấp thụ hydro tới 900 lần thể tích của nó, điều này làm cho paladi là chất lưu trữ hiệu quả và an toàn cho hiđrô. Paladi cũng chống xỉn màu tốt, dẫn điện ổn định và khả năng chống ăn mòn hóa học cao, chịu nhiệt tốt.

Phần lớn paladi được dùng trong các bộ chuyển đổi xúc tác của công nghiệp sản xuất ô tô. Đầu những năm 2000, do e ngại việc sản xuất ô tô có thể bị trì hoãn do thiếu hụt paladi, nên Ford Motor đã tiến hành dự trữ một lượng lớn kim loại này bằng việc mua ở mức giá gần như cao nhất. Do giá cả sau đó giảm xuống nên Ford đã thua thiệt khoảng 1 tỷ USD.

Các tính chất độc đáo của paladi và các kim loại cùng thuộc nhóm platin (PGM) giải thích cho sử dụng rộng rãi của chúng. Khoảng một phần tư hàng hóa sản xuất ngày nay hoặc là chứa PGM hoặc là có PGM đóng vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất ra chúng. Trên một nửa nguồn cung cấp paladi và platin được dùng cho các bộ chuyển đổi xúc tác, trong đó chúng chuyển hóa tới 90% các khí độc hại từ khói ô tô.

Paladi được tìm thấy trong nhiều đồ điện tử như máy tính, điện thoại di động, tụ điện gốm nhiều lớp, mạ hợp thành, tiếp điểm điện áp thấp, và ti vi SED/OLED/LCD; nó còn được sử dụng trong y học, trong công nghệ in ảnh.

Nó cũng có thể được dùng để thay thế cho niken trong sản xuất vàng trắng. Paladi là một trong số ba kim loại hay được sử dụng nhất để tạo hợp kim với vàng trong sản xuất vàng trắng.

Công ty khai thác Nornickel (hay Norilsk Nickel) của Nga là nhà sản xuất Paladi hàng đầu trên toàn cầu, đã thu được 86 tấn kim loại này vào năm 2019. Phía Bắc của Nga là nơi hoạt động chính của công ty này.

6. Osimi (Osmium)

Tinh thể Osimi.

Osimi là một trong những nguyên tố đậm đặc nhất trên trái đất, được Smithson Tennant phát hiện vào năm 1803. Nó là chất chịu nhiệt tốt nhất trong các kim loại thuộc nhóm platin (PGM), ở trạng thái rắn chắc, osimi có một màu trắng hơi xanh tương tự như kẽm và vững bền với các axít.

Kim loại này được dùng chủ yếu trong các hợp kim không gỉ dùng để bịt đầu các ngòi bút hoặc các trụ bản lề dụng cụ.

Mới đây, các nhà khoa học Anh đã phát hiện rằng hợp chất giữa Osimi và Rutheni có khả năng chữa bệnh ung thư ruột và ung thư buồng trứng.

Các nhà nghiên cứu thuộc trường đại học Warwick và Leeds phát hiện rằng các nguyên tố kim loại Rutheni và Osmium có tính chất hóa học khá giống nhau, nguyên tử của chúng có thể kết hợp với các phần tử AND, tiêu diệt các tế bào ung thư. Khi sử dụng hợp chất Rutheni và Osmium có thể khiến các tế bào ung thư ruột và ung thư buồng trứng bị tiêu diệt, đồng thời các tế bào ung thư có khả năng kháng thuốc Xitplatin cũng bị tiêu diệt bởi hợp chất này.

Vào năm 2010 giá của 1kg osimi là vào khoảng 12.700USD.

5. Iridi (Iridium)

Iridi là một trong những nguyên tố hiếm nhất trên hành tinh chúng ta. Nó là một kim loại cứng, màu trắng bạc thuộc nhóm platin (PCM), là kim loại kháng ăn mòn tốt nhất, thậm chí là ở nhiệt độ cao khoảng 2000°C.

Iridi được Smithson Tennant phát hiện năm 1803 ở Anh (cùng năm ông phát hiện ra Osimi). Mặc dù là một trong những nguyên tố hiếm nhất trong vỏ Trái Đất, với sản lượng và tiêu thụ hàng năm chỉ 3 tấn, nó có nhiều ứng dụng trong các ngành công nghiệp đặc thù và trong y học. Với những tính chất đặc biệt, Iridi đóng vai trò quan trọng trong các ngành y khoa, điện tử, ô tô cũng như các mặt hàng tiêu dùng khác như bút bi, đồng hồ, và la bàn.

Bugi iridi dùng cho xe hơi.

Chẳng hạn, với khả năng chống ăn mòn cao, Iridi được dùng trong các nồi nung làm tái kết tinh của các chất bán dẫn ở nhiệt độ cao, các điện cực trong sản xuất clo, và máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ được dùng trong phi thuyền không người lái. Trong công nghiệp ôtô, iridi được dùng làm bugi đánh lửa.

Iridi phân bố chủ yếu ở Nam Phi, và giá trung bình của nó vào khoảng 13.500USD/kg.

4. Ruteni (Ruthenium)

Rutheni được nhà khoa học Nga là Karl Klaus phát hiện và cô lập năm 1844. Tên gọi có nguồn gốc từ Ruthenia, một từ La tinh để chỉ Rus, một khu vực lịch sử mà ngày nay là miền tây Nga, Ukraina, Belarus, một phần Slovakia và Ba Lan. Karl Klaus đặt tên cho nguyên tố như vậy để vinh danh quê hương ông.

Chiếc đồng hồ chế tác từ vàng và Ruteni trị giá 70.000USD.

Sau một quá trình hóa học phức tạp, kim loại này được phân lập và sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau. Chẳng hạn như Ruteni được thêm vào với hợp kim của paladi và bạch kim để gia tăng độ cứng và tăng cường độ bền. Ruteni cũng được sử dụng phổ biến trong lĩnh vực điện tử. Năm 2009, giá của kim loại này vào khoảng 14.500USD/kg

Về mặt sinh học, Rutheni có thể làm sạm màu da người, và có thể là chất gây ung thư và tích lũy sinh học trong xương.

3. Vàng (Gold)

Vàng là kim loại có màu vàng khi thành khối, nhưng khi cắt nhuyễn cũng có khi có màu đen, hồng ngọc hay tía; mềm, dễ uốn, dễ dát mỏng, và chiếu sáng.

Vàng kết hợp với các kim loại khác sẽ cho ra các hợp kim có màu khác nhau, như kết hợp với đồng cho màu đỏ hơn, hợp kim với sắt màu xanh lá, hợp kim với nhôm cho màu tía, với bạch kim cho màu trắng.

Từ xưa, vàng thường được xem là có lợi cho sức khoẻ, tuy nhiên, chỉ các muối và đồng vị của vàng mới có giá trị y tế. Khoa học ngày nay đã chứng minh tiêm vàng giúp làm giảm đau và sưng do thấp khớp và lao.

Các hợp kim vàng đã được sử dụng trong việc phục hồi nha khoa, đặc biệt là răng, như thân răng và cầu răng vĩnh viễn.

Ngoài ra vàng còn được sử dụng trong thực phẩm. Vàng lá, bông hay bụi được dùng trong một số thực phẩm cho người sành ăn như 1 thành phần trang trí. Tuy nhiên, bởi vàng kim loại trơ với mọi chất hoá học trong cơ thể, nó không mang lại hương vị cũng không có hiệu quả dinh dưỡng nào.

Vàng có thể được chế tạo thành sợi chỉ và được dùng trong thêu thùa.

Bởi vàng là một chất phản xạ tốt với bức xạ điện từ nên nó được dùng làm lớp phủ bảo vệ cho nhiều vệ tinh nhân tạo, trong các tấm bảo vệ nhiệt hồng ngoại và mũ của các nhà du hành vũ trụ. Nó cũng được dùng như lớp phản xạ trên một số đĩa CD công nghệ cao. McLaren sử dụng vàng lá trong khoang động cơ model F1 của mình.

Các đồ vật dát vàng luôn thể hiện sự giàu có và có vẻ đẹp lộng lẫy.

Trong ngành kim hoàn ở Việt Nam, khối lượng của vàng được tính theo đơn vị là cây (lượng hay lạng) hoặc chỉ. Một cây vàng nặng 37,50 g.

Trên thị trường thế giới, vàng thường được đo lường theo hệ thống khối lượng troy, trong đó 1 troy ounce (ozt) tương đương 31,103 476 8 g.

Tuổi (hay hàm lượng) vàng được tính theo thang độ K (Karat). Một Karat tương đương 1/24 vàng nguyên chất. Vàng 99,99% tương đương với 24K. Khi ta nói tuổi vàng là 18K thì nó tương đương với hàm lượng vàng trong mẫu xấp xỉ 75%. Hiện nay ở Việt Nam người ta thường kinh doanh vàng dưới dạng các bánh, thỏi, nhẫn, dây chuyền, vòng, lắc với hàm lượng vàng chủ yếu là 99,999% hay 99,99%, 99,9%, 99% hay 98%.

2. Bạch kim (Platinum)

Bạch kim là một trong các kim loại quý hiếm nhất trên hành tinh, có màu trắng xám, khó bị ăn mòn, nhiệt độ nóng chảy lên tới 3215 độ F. Platin được dùng trong ngành trang sức, thiết bị thí nghiệm, các điện cực, thiết bị y tế và nha khoa, các thiết bị xúc tác hóa học, điều khiển mức độ phát thải khí trong xe hơi.

Bạch kim không gây dị ứng, do đó người có làn da nhạy cảm sẽ hoàn toàn không bị ảnh hưởng khi sử dụng những món đồ bạch kim.

Chiếc xắc tay làm bằng bạch kim của nhà kim hoàn Ginza Tanaka có giá 1.422.122 Euro.

Các đặc tính của bạch kim làm cho nhiều lĩnh vực công nghiệp phụ thuộc vào kim loại này. Một số sản phẩm đặc thù đều cần sử dụng bạch kim như: lọc hóa dầu, màn hình LCD, kính mắt, thuốc chống ung thư, sơn, ổ đĩa cứng, cáp sợi quang và chất nổ.

Người Nhật Bản rất ưa chuộng bạch kim và hàng năm họ tiêu thụ khoản 48% lượng trang sức bạch kim được sản xuất trên thế giới.

Hơn 1/3 lượng bạch kim sản xuất hàng năm cho các thị trường quốc tế được sử dụng trong các bộ kiểm soát khí thải độc hại của xe hơi.

Giá của kim loại vào khoảng gần 40.000USD/kg (vào năm 2009).

Mỏ bạch kim và hoạt động khai thác kim loại này chủ yếu tập trung tại Nam Phi. Quốc gia này cung cấp khoảng 3/4 nhu cầu bạch kim của thế giới. Anglo American Platinum, Impala Platinum và Lonmin là những nhà sản xuất bạch kim hàng đầu toàn cầu.

1. Rodi (Rhodium)

Rodi, được William Hyde Wollaston phát hiện sau khi ông tìm ra palladium trong năm 1803, là một kim loại trắng bạc, cứng nhưng dễ kéo sợi. Nó có hệ số phản xạ cao và có tính dẫn điện/dẫn nhiệt cao nhất trong tất cả các kim loại thuộc nhóm platin (PGM). Rodi không bị gỉ trong hầu như tất cả các dung dịch ngậm nước, bao gồm cả axít vô cơ ngay cả ở nhiệt độ cao.

Công dụng chính của Rodi là được sử dụng như một chất pha chế để tạo hợp kim với bạch kim và ở dạng hợp kim đó thì nó có một vài ứng dụng trong công nghiệp điện và công nghiệp chế tạo thủy tinh.

Ngoài việc đóng vai trò quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô, Rodi còn được sử dụng để sản xuất kính, gương và đồ trang sức, tiếp điểm điện và động cơ tuốc bin máy bay.

Chiếc bút máy có ngòi làm từ Rodi của công ty Edison Pen Co thể hiện đẳng cấp
của người sử hữu.

Do nguồn cung cấp rất khan hiếm nên giá của nó rất cao, có thời điểm trong năm 2008 giá đạt trên 10.000USD/oz. Theo dữ liệu của S&P Global Platts (Anh), gần 80% nhu cầu về Rhodi và Paladi đến từ ngành công nghiệp ô tô toàn cầu. Và mỏ Rhodi dồi dào nhất trên thế giới nằm tại Nam Phi (một quốc gia ở phía nam châu Phi). Ước tính, 80% lượng Rhodi của thế giới khai thác tại quốc gia này.

Để so sánh, khoảng 2.500 tấn vàng được sản xuất mỗi năm, trong khi đó sản lượng Rodi hàng năm chỉ bằng khoảng 1% sản lượng vàng, và giá thì cao hơn gấp rưỡi giá vàng.

• Vì sao tàu hỏa ở Ấn Độ thường đông nghẹt người?
• Sao Kim phát tín hiệu âm thanh rùng rợn đến tàu vũ trụ NASA
• Vì sao trước khi nâng quan tài lên để hạ thổ, người Trung Quốc sẽ đập vỡ một cái chậu đất?