Samário (Sm) e água

O samário é um elemento de terras raras utilizado em ímanes de samário-cobalto e noutros materiais especializados. Na água, o seu comportamento depende da forma química, do pH, dos ligandos dissolvidos e do contacto com sólidos. A medição do samário total não permite, por si só, identificar a fração dissolvida nem o tratamento necessário.

Qual pode ser a origem do samário na água?

O samário ocorre juntamente com outros lantanídeos em minerais, incluindo a monazita e a bastnasita [1]. O contacto da água com minerais que contêm terras raras ou com resíduos de processos pode constituir uma via de mobilização. A libertação do samário e a sua permanência em solução dependem da química local; a sua presença numa rocha ou num produto não permite determinar a concentração na água próxima.

Química do samário na água

Sm(III) é a principal forma considerada no tratamento corrente de águas. O samário dissolvido pode estar presente sob a forma de iões hidratados ou complexos, enquanto outra fração pode estar associada a sólidos em suspensão ou sedimentados. Carbonatos, sulfatos, fosfatos e ligandos orgânicos podem influenciar a especiação e a precipitação. Os cálculos de precipitação de terras raras mostram que o pH e a formação de complexos devem ser considerados em conjunto [2].

Um estudo específico sobre o samário que utilizou uma resina de permuta iónica concluiu que a captação pela resina estava relacionada com a concentração de samário livre nas soluções testadas, incluindo sistemas com NTA ou EDTA [3]. Os iões livres, o samário dissolvido total e o samário total são grandezas diferentes e não devem ser utilizados como equivalentes.

Como devem ser comunicadas as concentrações?

Comunique a concentração de samário elementar em µg/L como Sm ou mg/L como Sm e identifique a fração da amostra e a preparação analítica. Registe os procedimentos de filtração e conservação em conjunto com o laboratório. Não existe uma concentração única representativa de todas as águas naturais ou correntes industriais. A concentração do sal também difere da concentração de Sm elementar, porque os aniões e a água de cristalização contribuem para a massa do sal.

Opções de remoção e recuperação

Em condições adequadas, a precipitação pode transferir terras raras dissolvidas para os sólidos; é então necessária a sedimentação ou filtração para separar esses sólidos [2]. Este processo transfere o samário para uma corrente residual, em vez de o destruir. Os sólidos podem conter outras terras raras e metais.

A remoção e a recuperação de samário(III) foram estudadas com a resina de permuta catiónica Amberlite IRC-50. O desempenho depende de variáveis como o pH, o tempo de contacto, a concentração inicial e a forma da resina [4]. A captação pela resina, seguida de eluição, pode permitir concentrar o samário para processamento posterior, mas os resultados laboratoriais não garantem o desempenho à escala industrial nem a separação de outras terras raras.

A avaliação do tratamento deve considerar o caudal, o Sm dissolvido e total, o pH, os metais concorrentes, os iões maioritários, os ligandos orgânicos e a concentração pretendida à saída. Teste água representativa e avalie a gestão das lamas, dos materiais filtrantes esgotados e do concentrado.

Informações relacionadas

Consulte samário: propriedades do elemento e elementos e a sua interação com a água. O guia de sais abaixo compara a solubilidade, os cálculos de concentração elementar e os balanços de massa da recuperação.