Lanthanum immobilization by precipitation with iron and aluminum

Os elementos terras raras (ETR) têm ganhado destaque atualmente pela diversidade de aplicações na indústria de alta tecnologia. O grande desafio é o tratamento dos efluentes gerados pela mineração de jazidas contendo ETR, o que leva à mobilização destes elementos no ambiente. Os objetivos deste trabalho foram avaliar a viabilidade de uso de óxidos de ferro sintéticos para a remoção de La presente em águas de drenagem ácida, bem como estudar a natureza das fases mineralógicas formadas e sua estabilidade. Soluções de sulfato de ferro, de lantânio e de alumínio foram misturadas de modo a se obter nove relações molares Fe:Al:La (500:0:1, 500:0:5, 500:0:10, 500:0:25, 500:0:50, 500:80:1, 500:80:5, 500:160:1 e 500:160:5). A síntese foi realizada a pH 11,7 e os tratamentos de relação 500:0:50 e 500:160:5 foram conduzidos também a pH 7,5. O período de síntese foi de 60 dias e, semanalmente, o pH da suspensão foi aferido e corrigido, se necessário. Para avaliar a remoção do lantânio da fase aquosa, também foi feita sua quantificação periódica por meio de ICP-OES. A fase sólida foi caracterizada por análises de espectroscopia de reflectância difusa (ERD), difratometria de raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS). O potencial de remobilização do lantânio contido na fase sólida foi avaliado por extrações sequenciais em água e por extração das fases redutíveis por Hidroxilamina 0,5 mol L-1. Todos os tratamentos apresentaram alta eficiência de remoção do La da fase aquosa, porém do tratamento 10 (500:0:50), a pH 7,5 apresentou eficiência ligeiramente menor. Os resultados ainda sugerem que parte do La precipitado nos tratamentos a pH 11,7 não está associado aos óxidos de Fe. A formação de magnetita foi favorecida em baixas proporções de Al e La, ao passo que em maiores proporções, a formação de goethita foi favorecida. Além disso, houve formação de carbonatos de La (Lantanita e Bastinasita) à medida que a proporção de La nos tratamentos aumenta. As fases sólidas formadas revelaram- se estáveis às extrações com água; porém, a remobilização de La foi elevada frente à extração com hidroxilamina.The rare earth elements (REE) have gained prominence due to the diversity of applications in the high tech industry. The challenge is the treatment of wastewater generated by the mining of deposits containing REE, which leads to the mobilization of these elements into the environment. The aims of this study were to evaluate the viability of using synthetic iron oxides to remove La from acid mine drainage and to study the nature and stability of the mineralogical phases formed. Ferrous sulfate, lanthanum sulfate and aluminum sulfate solutions were mixed to obtain nine Fe:Al:La molar ratios (500:0:1, 500:0:5, 500:0:10, 500:0:25, 500:0:50, 500:80:1, 500:80:5, 500:160:1 e 500:160:5). The synthesis was carried out at pH 11.7 and the treatments with 500:0:50 and 500:160:5 molar ratio were also conducted at pH 7.5. The synthesis lasted 60 days, and the pH of the suspensions was checked weekly and corrected, when necessary. In order to evaluate the removal of La from the aqueous solution, a periodic measurement was made by ICP-OES. The solid phase was characterized by diffuse reflectance spectroscopy (DRS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM/ EDS) analysis. The potential for remobilization of La contained in the solid phase was evaluated by sequential extractions with water and reducible phase extraction by Hydroxylamine 0.5 mol L-1. All treatments showed high removal efficiency of La from the aqueous solution, but the treatment 10 (500:0:50), at pH 7.5, showed slightly lower efficiency. The results also suggest that part of La precipitated in the treatments at pH 11.7 is not associated with Fe oxides. Magnetite formation was favored by lower proportions of Al and La, whereas in larger ones the formation of goethite was favored. Moreover, the formation of La carbonates (Lanthanite and Bastnasite) was favored as the La proportion increased in the treatments. The solid phase formed proved to be stable to water extractions; however, La remobilization was high in extraction with hydroxylamine.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superio