Hólmio (Ho) e água: ocorrência, química e remoção

O hólmio é um elemento de terras raras encontrado com outros elementos de terras raras em minerais como a monazita e a bastnasita. Numa corrente de água ou de processo, a sua forma química influencia se permanece dissolvido, se se fixa a superfícies ou se passa a fazer parte de um sólido. A medição do hólmio é o ponto de partida para avaliar o tratamento e a recuperação.

Como pode o hólmio entrar na água?

A água em contacto com minerais que contêm hólmio ou com materiais de processo pode transportar hólmio dissolvido ou partículas que contenham este elemento. O processamento de minerais, os reagentes de laboratório e as operações de reciclagem são potenciais fontes a investigar onde esses materiais são manuseados. Estas vias não comprovam a existência de contaminação num local específico; são necessárias amostragens e informações sobre o processo.

O hólmio é utilizado em materiais magnéticos especializados e em aplicações nucleares. Para conhecer as propriedades gerais do elemento, consulte a página sobre hólmio.

Química do hólmio na água

O estado de oxidação comum é Ho(III). A acidez, as substâncias complexantes e os outros iões presentes influenciam as suas formas dissolvidas e a sua tendência para formar sólidos. As orientações relativas a soluções para análise identificam o carbonato, o oxalato e o fluoreto de hólmio como pouco solúveis e alertam que condições neutras ou básicas podem afetar a estabilidade da solução.

Um sal solúvel pode introduzir hólmio na água sem garantir que este permaneça dissolvido depois de a composição química da água se alterar. Por outro lado, um ácido ou uma substância complexante pode alterar a quantidade que permanece em solução. Por isso, as descrições de solubilidade devem especificar o composto, o hidrato, a temperatura e a composição da solução.

Distinga o hólmio total da fração dissolvida, definida pelo método de amostragem e filtração. As partículas finas e os coloides podem dificultar esta distinção. Mantenha a amostragem e a preparação consistentes ao comparar a água antes e depois do tratamento.

Como pode o hólmio ser removido?

A sedimentação e a filtração podem separar partículas que contêm hólmio quando o seu tamanho e comportamento de sedimentação o permitem. A remoção de Ho(III) dissolvido exige a captura das espécies dissolvidas ou a sua conversão num sólido que possa ser separado.

A precipitação é uma opção a avaliar quando a composição química da solução favorece a formação de um composto pouco solúvel. Isto não estabelece uma dose de reagente ou um pH de operação universal. Verifique o hólmio dissolvido residual, os metais concorrentes, as substâncias complexantes e a separação dos sólidos, e inclua as lamas resultantes na avaliação do processo.

Estudos primários analisaram a adsorção de Ho(III) utilizando óxido de grafeno magnético funcionalizado com grupos amino e compósitos de alginato modificados. O estudo com alginato analisou o pH, o tempo de contacto, a concentração inicial, os iões concorrentes e a regeneração. Estas experiências demonstram mecanismos possíveis nas condições descritas, mas não oferecem garantias para uma água diferente.

Concentração e recuperação

A adsorção seguida de dessorção pode transferir o hólmio capturado para outra corrente líquida. A troca iónica também é utilizada na separação de elementos de terras raras, mas o meio adequado e as condições de eluição dependem da mistura. Um volume menor de líquido pode concentrar o hólmio, mas também outros elementos.

A remoção do hólmio da água, a recuperação da massa de hólmio e a produção de um produto com pureza suficiente são parâmetros distintos. Utilize um balanço de massa que inclua a alimentação, a água tratada, os sólidos, os meios usados e os líquidos de regeneração. Avalie separadamente a pureza do produto e a separação dos elementos de terras raras vizinhos.

Informações úteis para a avaliação do tratamento

Caudal, temperatura, pH e variação da composição da água.
Hólmio total e dissolvido, com identificação do método de amostragem e filtração.
Outros elementos de terras raras, iões principais, sólidos em suspensão e substâncias complexantes conhecidas.
O objetivo para a água tratada e qualquer objetivo de recuperação.
A composição e o destino das lamas, dos meios usados e dos líquidos de regeneração.

Compare as concentrações na mesma base. Um valor expresso em termos de Ho elementar exclui os contra-iões e a água de cristalização e, por isso, difere de uma concentração expressa como massa de um sal de hólmio.