Mỏ Chernogorskaya nằm ở vùng Taymyr và sẽ trở thành nhà sản xuất palladium và bạch kim lớn thứ hai của Nga. Ảnh: Russian-platinum.ru

Khai thác bạch kim giữa vùng đất đóng băng vĩnh cửu

Ở nhiệt độ -50°C, thép thông thường có thể trở nên giòn hơn, dầu thủy lực đặc quánh, nhiên liệu diesel khó khởi động, còn đất đá cứng gần như bê tông. Ngay cả con người cũng phải đối mặt với những thử thách khắc nghiệt: chỉ vài phút tiếp xúc trực tiếp với giá lạnh có thể gây bỏng lạnh, làm giảm khả năng vận động và khiến nhiều công việc ngoài trời phải được tính toán theo từng ca ngắn để bảo đảm an toàn sinh mạng. Thế nhưng tại bán đảo Taimyr, thuộc vùng Bắc Cực của Nga, hàng trăm cỗ máy khổng lồ vẫn phải vận hành mỗi ngày để đưa quặng chứa bạch kim và palladium lên khỏi lớp đất đóng băng vĩnh cửu.

Đó là mục tiêu của dự án khai thác đa kim Chernogorskoye do Russian Platinum phát triển - một trong những dự án khai khoáng được giới chuyên môn theo dõi sát sao trong năm 2026.

Đầu tháng 6 vừa qua, Reuters dẫn thông tin từ Russian Platinum cho biết doanh nghiệp dự kiến bắt đầu sản xuất vào tháng 11/2026, sau hơn hai năm chậm tiến độ so với kế hoạch ban đầu. Nguyên nhân chủ yếu đến từ những khó khăn trong việc tiếp cận thiết bị và công nghệ dưới tác động của các lệnh trừng phạt phương Tây.

Dự án nằm tại bán đảo Taimyr, phía bắc Siberia, gắn với mỏ Chernogorskoye và khu vực Norilsk-1 - một trong những vùng giàu kim loại nhóm bạch kim (PGMs) nhất thế giới.

Điều đáng chú ý là Russian Platinum không phát triển dự án hoàn toàn độc lập. Theo Reuters, doanh nghiệp này và Nornickel - tập đoàn sản xuất palladium lớn nhất thế giới - đã chuyển sang mô hình hợp tác bao tiêu. Theo đó, tinh quặng sau khai thác sẽ được đưa vào hệ thống luyện kim và tiêu thụ của Nornickel thay vì xây dựng toàn bộ chuỗi chế biến mới.

Theo đánh giá của Nornickel được Reuters dẫn lại, khi giai đoạn đầu đi vào vận hành đầy đủ, dự án có thể bổ sung khoảng 500.000 ounce palladium và 200.000 ounce platinum mỗi năm cho nguồn cung của Nga.

Với quy mô này, Chernogorskoye được đánh giá là một trong những dự án PGM mới đáng chú ý nhất được đưa vào khai thác trong những năm gần đây. Sản lượng dự kiến đủ để củng cố đáng kể vị thế của Nga - một trong những quốc gia sản xuất palladium và platinum hàng đầu thế giới - trên thị trường kim loại nhóm bạch kim (PGMs)

Dự án được thiết kế để xử lý tới 9 triệu tấn quặng mỗi năm trong giai đoạn đầu, con số này cho thấy đây không chỉ là một dự án khai khoáng quy mô lớn mà còn là một mắt xích quan trọng trong chiến lược duy trì vị thế của Nga trên thị trường kim loại nhóm bạch kim toàn cầu.

Xe tải tự đổ BELAZ được sử dụng tại nhiều mỏ ở Nga và các khu vực có khí hậu lạnh giá nhờ khả năng vận hành trong điều kiện khắc nghiệt. BELAZ 75710 từng được Guinness World Records ghi nhận là xe tải tự đổ có tải trọng lớn nhất thế giới. Ảnh: BELAZ

Tuy nhiên, để khai thác được những tấn kim loại quý ấy, các doanh nghiệp trước hết phải vượt qua một đối thủ còn khó khăn hơn cả bài toán công nghệ hay vốn đầu tư: thiên nhiên Bắc Cực.

Khác với nhiều khu vực khai khoáng khác trên thế giới, phần lớn dự án nằm trên vùng đất đóng băng vĩnh cửu (permafrost) - lớp đất có nhiệt độ luôn dưới 0°C trong ít nhất hai năm liên tiếp và tại Siberia đã tồn tại hàng chục nghìn năm. Lớp đất này có thể dày từ vài chục đến hàng trăm mét, khiến việc khoan, đào, xây dựng hạ tầng và duy trì hoạt động của cả một khu mỏ trở nên đặc biệt phức tạp.

Vào mùa đông, nhiệt độ tại khu vực này thường xuyên xuống -40°C đến -50°C, gió mạnh và bão tuyết có thể làm nhiệt độ cảm nhận còn thấp hơn nữa. Trong điều kiện ấy, không chỉ máy móc mà ngay cả sức chịu đựng của con người cũng bị đẩy đến giới hạn, biến mỗi ca sản xuất thành một cuộc chinh phục thiên nhiên thực sự.

Muốn khai thác được bạch kim phải chế tạo "máy móc Bắc Cực"

Để khai thác được bạch kim giữa vùng băng giá Bắc Cực, thách thức không chỉ nằm ở trữ lượng quặng mà còn ở việc chế tạo những cỗ máy có thể hoạt động ổn định trong một trong những môi trường khắc nghiệt nhất hành tinh. Gần như toàn bộ thiết bị tại dự án đều phải đáp ứng tiêu chuẩn Arctic-ready - tức được thiết kế chuyên biệt để vận hành trong điều kiện giá lạnh cực độ. Đây không phải là một tiêu chuẩn pháp lý thống nhất trên toàn cầu mà là cách gọi phổ biến trong ngành để chỉ các thiết bị được thiết kế cho môi trường Bắc Cực.

Mô phỏng bằng AI về tổ hợp khai thác đa kim Chernogorskoye tại bán đảo Taimyr (Nga), với nhà máy tuyển khoáng, mỏ lộ thiên và hệ thống băng tải vận hành giữa vùng đất đóng băng vĩnh cửu dưới cực quang Bắc Cực. Hình ảnh chỉ mang tính minh họa, không phải ảnh chụp thực tế.

Thách thức đầu tiên đến từ chính vật liệu chế tạo. Ở nhiệt độ âm sâu, nhiều loại thép thông thường mất dần độ dẻo, trở nên giòn và dễ nứt gãy khi chịu tải trọng lớn. Vì vậy, xe tải siêu trường, máy xúc thủy lực, máy khoan đá và nhiều thiết bị khai thác khác phải sử dụng thép hợp kim cường độ cao, nhưng vẫn phải giữ được tính cơ học ổn định trong điều kiện nhiệt độ xuống tới hàng chục độ âm.

Không chỉ kết cấu, toàn bộ hệ thống truyền động cũng phải được thiết kế riêng. Dầu thủy lực và chất bôi trơn thông thường sẽ nhanh chóng tăng độ nhớt hoặc đông đặc khi nhiệt độ giảm mạnh, khiến thiết bị mất khả năng vận hành. Vì vậy, các mỏ ở Bắc Cực sử dụng dầu tổng hợp chuyên dụng có khả năng làm việc ở nhiệt độ rất thấp, đồng thời trang bị hệ thống gia nhiệt cho bồn chứa, đường ống và các cụm thủy lực quan trọng.

Việc khởi động động cơ cũng là một bài toán không hề đơn giản. Trong điều kiện âm hàng chục độ C, nhiên liệu diesel dễ đặc lại, ắc quy suy giảm hiệu suất, còn động cơ rất khó đạt nhiệt độ làm việc cần thiết. Để khắc phục, nhiều thiết bị phải duy trì hệ thống sưởi hoạt động liên tục, ngay cả khi dừng máy, nhằm bảo đảm có thể khởi động trở lại bất cứ lúc nào.

Ngay cả không gian làm việc của con người cũng được thiết kế như một "ốc đảo" giữa băng giá. Cabin điều khiển được trang bị hệ thống sưởi độc lập, kính hai lớp chống đóng băng, hệ thống lọc không khí và các thiết bị hỗ trợ giúp người vận hành có thể làm việc nhiều giờ trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.

Bối cảnh địa chính trị cũng đang làm thay đổi cơ cấu thiết bị tại các mỏ của Nga. Nếu trước đây nhiều dự án sử dụng xe tải hạng nặng của Caterpillar hay Komatsu, thì sau các lệnh trừng phạt, Nga đẩy mạnh sử dụng xe tải tự đổ BELAZ của Belarus cùng nhiều thiết bị do các doanh nghiệp trong nước và Trung Quốc cung cấp. Song song với đó là các máy xúc gầu lớn, máy khoan áp lực cao và nhà máy nghiền - tuyển được xây dựng ngay tại khu vực khai thác để làm giàu quặng trước khi chuyển về hệ thống luyện kim của Nornickel.

Không dừng ở cơ giới hóa, các dự án khai khoáng Bắc Cực còn ngày càng dựa nhiều hơn vào công nghệ số. Hệ thống định vị vệ tinh, cảm biến địa kỹ thuật và các nền tảng giám sát từ xa liên tục theo dõi hoạt động của đội xe, độ ổn định của bờ mỏ và những biến động của lớp đất đóng băng vĩnh cửu khi mùa hè đến. Nhờ đó, nhiều quyết định trước đây phụ thuộc chủ yếu vào kinh nghiệm của người vận hành nay được hỗ trợ bởi dữ liệu thời gian thực, góp phần nâng cao cả hiệu quả khai thác lẫn mức độ an toàn.

Đằng sau mỏ bạch kim khổng lồ là cuộc bứt tốc công nghệ

Nhìn ở góc độ rộng hơn, Chernogorskoye không chỉ là một dự án khai thác bạch kim mới của Nga. Đây còn là minh chứng cho sự thay đổi trong tư duy của ngành khai khoáng hiện đại: lợi thế cạnh tranh không còn chỉ nằm ở việc sở hữu những mỏ giàu tài nguyên, mà ngày càng phụ thuộc vào năng lực làm chủ công nghệ.

Đồ họa mô phỏng vị trí mỏ đa kim Chernogorskoye trên bán đảo Taymyr (Nga), một trong những dự án bạch kim và palladium lớn nhất đang được phát triển tại vùng Bắc Cực. Tổ hợp nằm gần Norilsk và cụm mỏ Norilsk-1, kết nối với hệ thống luyện kim của Nornickel. Bản đồ chỉ mang tính minh họa vị trí địa lý, không thể hiện chính xác tỷ lệ hay khoảng cách thực tế.

Đối với Nga, xu hướng này càng trở nên rõ nét trong bối cảnh các lệnh trừng phạt khiến việc tiếp cận thiết bị và công nghệ phương Tây gặp nhiều trở ngại. Thay vì phụ thuộc vào các nhà cung cấp truyền thống, nước này đang thúc đẩy quá trình nội địa hóa thiết bị khai khoáng, đồng thời mở rộng hợp tác với Belarus và Trung Quốc để duy trì chuỗi cung ứng phục vụ các dự án chiến lược.

Ở góc độ thị trường, việc đưa Chernogorskoye vào khai thác còn giúp củng cố vị thế của Nga trong chuỗi cung ứng kim loại nhóm bạch kim (PGMs). Đây đều là những kim loại giữ vai trò quan trọng trong sản xuất bộ xử lý khí thải ô tô, công nghiệp hóa chất, điện tử, pin nhiên liệu và nhiều công nghệ năng lượng mới.

Lịch sử khai khoáng luôn gắn liền với những kỳ tích công nghệ. Nếu thế kỷ XIX chứng kiến máy hơi nước mở đường cho ngành than và những cơn sốt vàng làm thay đổi bản đồ kinh tế thế giới, thì thế kỷ XXI đang chứng kiến những cỗ máy được thiết kế riêng để hoạt động giữa vùng đất đóng băng vĩnh cửu của Bắc Cực.

Ở nơi nhiệt độ mùa đông thường xuyên xuống dưới -50°C, giá trị của dự án không chỉ nằm ở những ounce bạch kim hay palladium dưới lòng đất. Điều đáng chú ý hơn là khả năng con người chế tạo nên những thiết bị đủ sức làm việc trong một trong những môi trường khắc nghiệt nhất hành tinh. Từ góc độ đó, Chernogorskoye không chỉ là câu chuyện về một mỏ bạch kim mới, mà còn phản ánh bước chuyển của ngành khai khoáng toàn cầu - nơi năng lực làm chủ công nghệ đang dần trở thành nguồn tài nguyên quý giá không kém chính những kim loại nằm dưới lòng đất.

Thiên Hương