Sais comuns de urânio na água e tecnologias de remoção e purificação
O urânio medido na água é geralmente expresso como urânio total, e não como um único sal dissolvido. A sua forma em meio aquoso depende das condições de oxidação-redução, do pH e de ligandos como carbonato, hidróxido, sulfato e fosfato. Estes fatores afetam a mobilidade e o processo de tratamento que poderá ser eficaz.
Para águas subterrâneas com urânio, águas de mineração ou salmouras de processo, a seleção do tratamento começa por uma análise representativa e pela compreensão da especiação do urânio. O tratamento também exige um plano de gestão dos concentrados, meios filtrantes usados e lamas que contenham urânio.
Espécies e compostos comuns de urânio na água
A tabela distingue as espécies dissolvidas em meio aquoso dos minerais sólidos e produtos químicos de processo. A deteção de urânio numa amostra não demonstra, por si só, a presença de um sal específico: os resultados analíticos são geralmente expressos como urânio total (U).
| Espécie ou composto | Fórmula ou forma representativa | Contexto típico na água ou no processo | Comportamento na água |
|---|---|---|---|
| Complexos uranilo–carbonato | UO2CO3(aq), UO2(CO3)22−, UO2(CO3)34−; também se podem formar complexos cálcio–uranilo–carbonato | Águas subterrâneas óxicas com alcalinidade de bicarbonato/carbonato; algumas águas de mineração alcalinas | Frequentemente solúveis e móveis. A distribuição entre espécies depende do pH, do carbonato, do cálcio e da força iónica; não corresponde a uma concentração fixa de «sal de carbonato de urânio». |
| Espécies resultantes da hidrólise do uranilo | UO22+ e formas hidrolisadas, como UO2OH+ ou complexos hidróxido neutros | Águas óxicas com teor limitado de carbonato, em que as formas específicas variam com o pH | A especiação muda com o pH; a hidrólise, a sorção e a precipitação podem afetar o urânio dissolvido. |
| Complexos uranilo–sulfato | Por exemplo, UO2SO4(aq) e complexos com maior teor de sulfato | Drenagem de minas ácida e rica em sulfatos, soluções de lixiviação de urânio e águas de processos metalúrgicos | Os complexos podem manter o U(VI) em solução. A concentração e a especiação dependem da acidez, do sulfato e de outros iões. |
| Espécies uranilo–fosfato e minerais de fosfato de urânio | Complexos uranilo–fosfato em meio aquoso; os sólidos incluem minerais do grupo da autunite | Águas subterrâneas com fosfato, sedimentos e águas afetadas pelo tratamento com fosfato ou por minerais com urânio | O fosfato pode formar complexos com o urânio e, em condições adequadas, formar sólidos pouco solúveis. Os resultados dependem do pH e dos iões concorrentes; a fórmula de um mineral não deve ser confundida com a de um sal dissolvido. |
| Nitrato de uranilo | UO2(NO3)2 (frequentemente hidratado) | Soluções laboratoriais, do ciclo do combustível nuclear e de processos químicos especializados; não é um sal tipicamente presente de forma natural nas águas subterrâneas | Facilmente solúvel enquanto produto químico de processo. Depois de dissolvido, a especiação do urânio depende da composição química da solução, em vez de permanecer exclusivamente sob a forma de nitrato de uranilo intacto. |
| Óxido de urânio(IV) e minerais de silicato | UO2(s) (uraninite); USiO4(s) (coffinite) | Aquíferos redutores, sedimentos, zonas mineralizadas e resíduos de mineração | Geralmente pouco solúveis em condições redutoras, embora a oxidação e as alterações da composição química da água possam mobilizar o urânio. |
| Concentrados de urânio e produtos precipitados de processo | Composição variável; geralmente óxidos de urânio ou precipitados que contêm urânio | Circuitos de mineração e processamento de urânio, resíduos e rejeitados | São sólidos, não sais dissolvidos comuns em águas normais. O contacto com poeiras, lixiviados ou águas de processo pode originar águas com urânio que requerem avaliação. |
Ponto essencial: Em condições oxidantes, o U(VI) forma frequentemente complexos de uranilo. O carbonato e o hidróxido são ligandos importantes em muitas águas subterrâneas; o sulfato, o fosfato, o fluoreto e a matéria orgânica também podem influenciar a especiação. Em condições redutoras, os sólidos de U(IV) são muitas vezes menos solúveis. Consulte a revisão do USGS sobre a especiação do urânio em águas subterrâneas e o seu estudo sobre o urânio e outros elementos em águas subterrâneas.
Opções de remoção, separação e purificação do urânio
| Objetivo | Tecnologia possível | Critérios de seleção |
|---|---|---|
| Remover o urânio dissolvido das águas subterrâneas | Permuta aniónica | Pode ser eficaz para complexos uranilo–carbonato com carga negativa. A seleção da resina, a alcalinidade, o sulfato, o nitrato e outros iões concorrentes afetam a capacidade e a passagem de urânio; a regeneração produz uma salmoura que contém urânio. |
| Reduzir o urânio e outros iões dissolvidos | Osmose inversa (RO) ou nanofiltração (NF) | A separação por membranas pode reduzir o urânio dissolvido, mas o desempenho depende da membrana, da especiação e da composição química da água de alimentação. O concentrado contém os constituintes rejeitados e requer uma gestão adequada. |
| Capturar o urânio em sólidos para posterior separação | Coagulação, adsorção e filtração mediante tratamento adequado à base de ferro ou alumínio | A remoção depende do pH, da dosagem de coagulante, da forma química do urânio e da composição da água. São necessários ensaios à escala laboratorial; as lamas resultantes ou a água de retrolavagem dos filtros podem conter urânio concentrado. |
| Remover urânio durante o tratamento da dureza | Abrandamento com cal ou com cal e soda | Pode coprecipitar o urânio em condições adequadas, mas o desempenho é variável e depende fortemente do pH e da composição da água de origem. As lamas residuais exigem uma gestão adequada. |
| Recuperar urânio de soluções de mineração ou de processo | Permuta iónica, extração por solventes e precipitação controlada | Estas são etapas de processo hidrometalúrgico estabelecidas em circuitos adequados. Exigem uma conceção específica para o processo, medidas de segurança e a gestão dos produtos e resíduos que contêm urânio; não são intercambiáveis com o tratamento doméstico de água para consumo humano. |
A OMS e a Agência de Proteção Ambiental dos EUA (EPA) identificam métodos de tratamento que incluem permuta iónica, osmose inversa, coagulação/filtração e abrandamento com cal. O desempenho destes métodos varia conforme a composição química da água de alimentação e as condições de operação do processo. Confirme a eficácia do tratamento por meio de ensaios representativos e monitorize tanto a água tratada como as correntes residuais. Para informações específicas sobre o urânio na água para consumo humano, consulte a ficha informativa da OMS sobre o urânio e as orientações da EPA dos EUA sobre os resíduos do tratamento.
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Para uma água ou corrente de processo específica que contenha urânio, as opções de tratamento devem ser avaliadas tendo em conta os resultados da sua análise, a qualidade pretendida e os requisitos de gestão dos resíduos.
Última revisão: 9 de novembro de 2026, por Lenntech.
Fontes e leituras complementares
- Serviço Geológico dos EUA: especiação do urânio nas águas subterrâneas
- Serviço Geológico dos EUA: urânio, crómio, arsénio e vanádio nas águas subterrâneas
- Organização Mundial da Saúde: ficha informativa sobre as propriedades químicas do urânio
- Organização Mundial da Saúde: urânio na água para consumo humano — documento de referência
- Agência de Proteção Ambiental dos EUA: resíduos do tratamento de água para consumo humano e radionuclídeos de ocorrência natural