Terras raras (Parte 1)

Neste post eu vou falar sobre terras raras, elementos fundamentais para as tecnologias modernas.

O que são?

Terras raras são 17 elementos químicos com características semelhantes, eles são: ítrio (Y), escândio (Sc) e os elementos lantanídeos (lantânio (La), cério (Ce), praseodímio (Pr), neodímio (Nd), promécio (Pm), samário (Sm), európio (Eu), gadolínio (Gd), térbio (Tb), disprósio (Dy), hólmio (Ho), érbio (Er), túlio (Tm), itérbio (Yb) e lutécio(Lu)). Estes elementos estão contornados em preto na tabela periódica.

Aqui mostra como os elementos realmente são.

Este é o promécio, terra rara radioativa.

Apesar do nome, estes elementos são abundantes na natureza, o termo vem de uma época onde acreditava-se que eram raros. Na natureza, os minérios mais comuns são:

• Monazite cuja fórmula é (Ce,La,Nd,Th,Y,Sm)PO_{4}, possui cério, lantânio, ítrio, samário e neodímio. O tipo mais comum é o enriquecido com cério. As figuras abaixo mostram tipos de minérios monazites que possuem terras raras.

CePO_{4}

LaPO_{4}

NdPO_{4}

SmPO_{4}

• Bastnasite cuja fórmula é (Ce,La,Y)CO_{3}F, contem cério, lantânio e ítrio. Abaixo estão os tipos deste minério.

CeCO_{3}F

LaCO_{3}F

YCO_{3}F

• Xenótimo, o tipo mais comum é composto de ítrio, mas tem minérios de disprósio, érbio, térbio e itérbio.

YPO_{4}

YbPO_{4}

• Loparite cuja fórmula é (Na,Ce,Sr)(Ce,Th)(Ti,Nb)_{2}O_{6}, a maior parte contem cério.

Extração e processo

É muito caro e complicado extrair terras raras. Primeiro o minério é esmagado até o tamanho de cascalho, depois é moído em um moinho. Um dos métodos de extrair as terras raras dos minérios consiste em dissolver o minério em uma solução ácida e depois colocar em um misturador e separar por peso dependendo da acidez.

Outro método de separação consiste em usar cromatografia de íons, explicarei com mais detalhes em um post sobre este tipo de cromatografia.

Depois do processo de separação, as terras raras ficam em formato de óxido, para depois se tornarem metais puros.

A figura abaixo mostra o fluxograma de todo o processo.

Além do impacto causado pela atividade de mineração. Durante o processo mostrado acima, minérios indesejáveis são descartados e as usinas de processamento geram muito dejetos tóxicos e radioativos que contaminam a água e fazendas.

No próximo post sobre meio ambiente, falarei onde ficam as maiores reservas de terras raras e sobre cada elemento e suas aplicações.