Sais de rénio comuns na água: solubilidade, remoção e concentração

Os sais de rénio na água são relevantes sobretudo para reagentes especializados e processos de recuperação de metais. Em soluções oxigenadas, o rénio dissolvido encontra-se frequentemente na forma de perrenato, ReO₄⁻. O nome de um sal dissolvido descreve o material de partida ou o produto; não significa que as moléculas intactas do sal permaneçam em solução.

Consulte ré­nio na água para informações sobre a ocorrência e a química em meio aquoso, e ré­nio nas águas de mineração e de processamento para informações sobre fontes industriais e circuitos de recuperação.

Sais de rénio representativos e solubilidade na água

Estes são sais de processo representativos, não uma classificação das substâncias presentes na água natural. O ácido perrénico, HReO₄, é um ácido, não um sal; os licores ácidos de recuperação são frequentemente descritos nestes termos. Uma solubilidade expressa em gramas de sal por litro não deve ser interpretada como gramas de rénio elementar por litro. Os valores por litro de solução e por quilograma de água também têm bases de expressão diferentes.

Os dados em água pura fornecem uma referência inicial. A saturação real depende da temperatura, da acidez, dos contraíons e dos outros sais dissolvidos. Os estudos do perrenato de amónio com cloreto, nitrato e sulfato de amónio demonstram por que razão um licor misto necessita de uma avaliação própria do equilíbrio.

Remoção de rénio da água

• Separar os sólidos em suspensão: a clarificação e a filtração removem partículas que contêm rénio. A filtração convencional de partículas não remove o perrenato dissolvido.
• Capturar o perrenato dissolvido: a permuta aniónica e determinados adsorventes podem transferi-lo da água para uma fase sólida. Teste a capacidade, a seletividade e o ponto de rutura com a água real, incluindo sulfato, molibdato e outros íons concorrentes.
• Separar e purificar soluções de processo: a extração por solventes é utilizada na hidrometalurgia do rénio. Requer uma alimentação adequada e um circuito controlado de extração e reextração, não devendo ser extrapolada diretamente para o tratamento de água potável.
• Recuperar um produto cristalino: a precipitação ou a cristalização podem recuperar sais de perrenato de soluções suficientemente concentradas e condicionadas. Remover uma concentração vestigial é um objetivo diferente de produzir um sal de elevada pureza.

Escolha uma via de tratamento tendo em conta o rénio dissolvido e total, o caudal, o pH, as condições redox, a salinidade, os metais concorrentes e o objetivo pretendido de descarga, reutilização ou recuperação. Ensaios laboratoriais e, quando adequado, ensaios-piloto permitem determinar o desempenho. Tenha em conta os meios esgotados, as soluções de regeneração, o refinado e os sólidos; transferir o rénio para uma corrente residual não equivale a destruí-lo.

Concentração: mg/L expressos em Re versus mg/L de sal

Para um sal puro de fórmula conhecida:

mg/L expressos em Re = mg/L de sal × número de átomos de Re por unidade de fórmula × 186,207 ÷ massa molar do sal.

O perrenato de amónio tem uma massa molar de aproximadamente 268,24 g/mol e um átomo de rénio por unidade de fórmula. A sua fração mássica teórica de rénio é de 69,42%. Assim, 100 mg/L de perrenato de amónio puro correspondem a aproximadamente 69,42 mg/L expressos em Re quando todo o seu rénio está presente na fração medida. Um mmol/L de rénio corresponde a 186,207 mg/L expressos em Re.

Estes são cálculos de composição, não limites de solubilidade. Efetue as correções relativas ao teor do reagente, ao estado de hidratação e à fórmula química exata. Especifique se um resultado analítico representa o rénio dissolvido ou total. Um resultado expresso em perrenato inclui a massa do oxigénio e não pode ser utilizado diretamente como resultado expresso em Re.

Concentração do rénio e cálculo da recuperação

A eluição de um leito de permuta iónica ou a reextração de uma fase de extração por solventes pode transferir o rénio capturado para um volume menor de líquido. A purificação e a cristalização subsequentes podem produzir perrenato de amónio. A concentração depende da massa recuperada e do volume final:

Concentração recuperada = concentração da alimentação × volume da alimentação × fração mássica recuperada ÷ volume recuperado.

Por exemplo, 1.000 L com 10 mg/L expressos em Re contêm 10 g de rénio. A recuperação de 90% em 10 L resulta em 900 mg/L expressos em Re, um fator de concentração de 90. Isto ilustra um balanço de massa, não um desempenho de tratamento garantido.

Indique separadamente a eficiência de remoção, a recuperação de massa e a pureza do produto. Inclua os líquidos de lavagem e regeneração no balanço volumétrico e verifique as impurezas antes de considerar uma corrente concentrada como um produto comercializável.

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Fontes e leituras adicionais

• Todini Chemicals: solubilidade do perrenato de amónio.
• Carl Roth: dados de segurança do perrenato de amónio e solubilidade em água a 20 °C.
• Casas e colaboradores: cristalização do perrenato de sódio a 298 K.
• Estudo experimental: solubilidade e densidade de soluções de perrenato de amónio e de potássio.
• Estudo experimental: solubilidade do perrenato de amónio em misturas de sais de amónio.
• Estudo experimental: recuperação de rénio de soluções industriais de lixiviação por extração com solventes.
• Revisão das tecnologias de extração e reciclagem do rénio.
• Thermo Scientific: fórmula e massa molar do perrenato de amónio.
• CIAAW: massa atómica padrão do rénio.