Vonfram, hay wolfram, là một nguyên tố hóa học có ký hiệu W và số nguyên tử 74. Vonfram là một kim loại hiếm khi được tìm thấy tự nhiên trên Trái đất mà thường tồn tại trong hợp chất với các nguyên tố khác. Kim loại này được xác định là một nguyên tố mới vào năm 1781 và lần đầu tiên được phân lập như một kim loại vào năm 1783.
Vonfram có khả năng chống chịu hơn cả kim cương và cứng hơn thép rất nhiều, có điểm nóng chảy cao nhất trong tất cả các kim loại chịu lửa cùng một số đặc tính khác khiến nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng trong thương mại và công nghiệp.
Ứng dụng đa dạng của vonfram
Ví dụ, vonfram được dùng làm vật liệu chống mài mòn, sử dụng trong các ngành công nghiệp gia công kim loại, khai thác mỏ, dầu khí và xây dựng. Đây là loại kim loại gần như không thể thay thế trong một loạt các ứng dụng công nghiệp như sản xuất máy hiệu suất cao và các hợp kim thép. Vì vậy, vonfram còn được sử dụng trong các ngành công nghiệp như ô tô, năng lượng, xây dựng, hàng không vũ trụ cũng như các ứng dụng quân sự, hàng không và sản xuất điện.
Công đoạn khai thác vonfram. Ảnh: Tập đoàn Masan
Ứng dụng phổ thông nhất của vonfram trong hơn 100 năm qua là làm dây tóc trong bóng đèn sợi đốt. Khi pha với một lượng nhỏ silicat kali-nhôm, vonfram chịu nhiệt độ cao đóng vai trò thắp sáng trong một bóng đèn dân dụng, chiếu sáng cho hàng triệu ngôi nhà trên khắp thế giới.
Do chịu được nhiệt độ cao và có điểm nóng chảy cao nên vonfram còn được dùng trong các công cụ nhiệt khác như: đèn, đèn pha, bộ phận làm nóng trong lò điện, lò vi sóng, ống tia X và ống tia âm cực (CRTs ) trong màn hình máy tính và tivi, ống đèn tia âm cực, thiết bị sưởi, và sợi ống chân không, và các loại vòi phun động cơ tên lửa, tạo ra dây vonfram, nhẫn vonfram…
Theo USGS, Việt Nam là quốc gia có sản lượng vonfram đứng thứ 2 thế giới.
Do tính dẫn điện và có tính trơ hóa học tương đối cao, vonfram còn được dùng trong quá trình làm điện cực, các nguồn phát xạ trong các thiết bị tạo ra chùm tia điện tử như kính hiển vi điện tử.
Với hàng loạt những ứng dụng như vậy, có thể dễ dàng hiểu được khi tất cả các quốc gia trên thế giới đều có nhu cầu lớn đối với vonfram. Đặc biệt, Trung Quốc là quốc gia khai thác vonfram lớn nhất nhưng cũng tiêu thụ kim loại này ở mức "khủng" do nhu cầu công nghiệp hóa, đô thị hóa quá cao.
Vonfram trong quân sự
Vonfram, khi hợp kim với niken, sắt hoặc coban để tạo thành hợp kim nặng, còn có thể được sử dụng trong mục đích quân sự. Hợp kim vonfram đã được sử dụng trong đạn pháo, lựu đạn và tên lửa, để tạo ra mảnh đạn siêu thanh. Đức đã sử dụng vonfram trong Chiến tranh thế giới thứ 2 để sản xuất đạn pháo cho các thiết kế súng chống tăng. Các loại vũ khí này tuy có hiệu quả cao nhưng sự thiếu hụt vonfram đã trở thành trở ngại lớn.
Vonfram cũng đã được sử dụng trong các chất nổ kim loại trơ dày đặc (DIME). Vonfram được dùng dưới dạng bột đặc để giảm sát thương vật lý nhưng đồng thời tăng khả năng sát thương của chất nổ trong bán kính nhỏ.
Đặc biệt, vonfram còn từng xuất hiện trong 1 dự án quân sự không tưởng của quân đội Mỹ: một thanh vonfram có thể tấn công cả thành phố với sức hủy diệt tương đương tên lửa đạn đạo xuyên lục địa - theo Business Insider.
Mô phỏng thả thanh vonfram tấn công từ vũ trụ.
Loại vũ khí đặc biệt trong "Dự án Thor" được không quân Mỹ ấp ủ từ cuối thập niên 1950. Tiền thân của nó là bom không chứa thuốc nổ. Khi tấn công, máy bay sẽ thả thép đặc từ độ cao gần 1000m. Những thanh thép này có thể đạt vận tốc lên tới 800 km/h khi chạm đất và có khả năng xuyên thủng lớp bê tông dày 23 cm.
Dựa trên nguyên lí này, quân đội Mỹ lên ý tưởng sử dụng những thanh vonfram lớn gắn trên vệ tinh, sau đó thả chúng từ khoảng cách hàng nghìn km trên quỹ đạo Trái Đất xuống mục tiêu. Với các thanh hình trụ 6m, đường kính 60cm, những thanh vonfram chịu nhiệt sẽ lợi dụng trọng lực để tăng gia tốc và độ công phá trên đường rơi.
Khi chạm đất, thanh vonfram sẽ có vận tốc gấp 10 lần vận tốc âm thanh, đủ sức xuyên thủng hàng trăm mét xuống lòng đất, đủ khả năng phá hủy mọi loại boongke kiên cố. Sức công phá của nó tương đương một quả bom nguyên tử xuyên mặt đất nhưng có ưu điểm là không gây ra bụi phóng xạ. Vũ khí này có thể phá hủy hoàn toàn mục tiêu trong vòng 15 phút từ lúc rơi.
Tuy nhiên, việc sử dụng vonfram trong quân sự đòi hỏi chi phí lớn và công nghệ cao. Riêng việc chế tạo đủ khối lượng vonfram đã cần một khoản đầu tư không nhỏ. Dù vũ khí vonfram trên lý thuyết rất mạnh, nhưng dự án của Mỹ cũng vấp phải rào cản chi phí khi việc đưa 10 tấn vonfram lên quỹ đạo cũng ngốn tới 230 triệu USD (vào thời Chiến tranh Lạnh).
Khai thác vonfram ở Việt Nam
Theo dữ liệu từ Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), Việt Nam là quốc gia có trữ lượng vonfram cao thứ 3 thế giới với 95.000 tấn, sau Nga (400.000 tấn) và Trung Quốc (1,9 triệu tấn).
Đáng chú ý, trong những năm gần đây, sản lượng vonfram từ mỏ Núi Pháo ở Thái Nguyên chiếm khoảng 33% sản lượng vonfram toàn cầu nếu không tính nguồn cung từ Trung Quốc, có quy mô lớn thứ 2 thế giới.
Mỏ Núi Pháo có trữ lượng vonfram, florit, đồng và bismut rất lớn.
Đây là một trong những mỏ có trữ lượng vonfram đã được nhận diện lớn nhất thế giới ở ngoài Trung Quốc, với 52,5 triệu tấn quặng WO3 phẩm cấp trung bình 0,21%.
Cùng với đó, mỏ Núi Pháo còn sở hữu trữ lượng bismut dồi dào. Bismut là nguyên tố không phát xạ tự nhiên nặng nhất, là kim loại quý trên Trái đất, được sử dụng trong nhiều ứng dụng công nghiệp và các sản phẩm tiêu dùng. Trữ lượng bismut tại Núi Pháo chiếm tới 40% trữ lượng trên toàn thế giới nhưng mới chỉ khai thác một phần rất nhỏ.
Theo thông tin từ tập đoàn Masan, với phương pháp khai thác mỏ lộ thiên và tỷ lệ bóc đất thấp, dự án khai thác tại Núi Pháo sẽ giúp công ty này trở thành một trong những nhà sản xuất vonfram với chi phí thấp nhất trên thế giới. Theo thăm dò hiện tại, vòng đời sản xuất của nhà máy ở Núi Pháo là 20 năm.
Masan cho biết doanh thu tạo ra từ viêc bán 4 sản phẩm là vonfram, florit, bismut và đồng sẽ giúp dự án đảm bảo có lãi tại mọi thời điểm trong chu kỳ giá của các sản phẩm. Tuy nhiên, theo Lao động, mặc dù doanh thu tăng gấp đôi cùng kỳ nhưng sau 6 tháng đầu năm 2021, Công ty TNHH Khai thác Chế biến Khoáng sản Núi Pháo vẫn lỗ trước thuế hơn 281 tỉ đồng, cao hơn mức 256,2 tỉ đồng cùng kỳ năm 2020.