Imobilização de lantânio por coloides sintéticos de ferro e alumínio

Abstract

O Lantânio é um dos 17 elementos químicos conhecidos como terras raras. A intensificação do uso desses metais pelas indústrias e impactos decorrentes da mineração têm contribuído para uma maior mobilidade desses elementos no ambiente, gerando riscos ecológicos e à saúde humana. Neste trabalho, avaliou-se a remoção de La de solução aquosa por meio da síntese de coloides de ferro e alumínio via precipitação e a retenção do contaminante nas fases sólidas formadas. Soluções de sulfato ferroso, sulfato de alumínio e sulfato de lantânio foram misturadas em diferentes proporções, em recipientes de polietileno, de modo a obter dez relações molares Fe:Al:La (500:125:0, 500:125:1, 500:125:5, 500:125:25, 500:125:125, 500:250:0, 500:250:1, 500:250:5, 500:250:25 e 500:250:125). O período experimental foi de 90 dias. Semanalmente foram coletadas alíquotas do sobrenadante para determinação da concentração de lantânio. O material precipitado foi caracterizado por meio de determinação de cor pelo sistema Munsell, difratometria de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva (MEV/EDS). O potencial de remobilização de lantânio nas fases sólidas formadas foi avaliado por comparação dos teores extraíveis por ácido acético 0,11 mol L-1 com os teores totais, ambos determinados em ICP OES. Elevadas eficiências na remoção de lantânio da fase aquosa foram obtidas. A coloração dos precipitados tendeu a avermelhar-se com os incrementos na quantidade de lantânio. A DRX detectou a formação de Al-goethita na maioria dos tratamentos e outras fases, como Al-lepidocrocita e Al-magnetita, em casos específicos. A microanálise evidenciou a associação do lantânio aos coloides de ferro e alumínio nas fases sólidas e a ocorrência de segregação onde o elemento era mais abundante. As extrações com ácido acético revelaram alto potencial de remobilização de lantânio para a maioria dos tratamentos. O método seria adequado para a remoção do contaminante da solução aquosa, porém ainda são necessários estudos para otimizar a retenção na fase sólida.

Lanthanum is one of the 17 chemical elements known as rare earths. The increasing use of these metals by industries and impacts of mining have contributed to their mobility in the environment, creating possible environmental hazards and health effects. In this study, we evaluated the La removal from aqueous solution through the synthesis of iron and aluminum colloids via precipitation and the retention of this contaminant in the solid phases formed. Solutions of ferrous sulfate, aluminum sulfate and lanthanum sulfate were mixed in different proportions, in polyethylene containers, so as to obtain ten Fe: Al: La molar ratios(500:125:0, 500:125:1, 500: 125:5, 500:125:25, 500:125:125, 500:250:0, 500:250:1, 500:250:5, 500:250:25 and 500:250:125). The experimental period was 90 days. Supernatant aliquots were collected to determine lanthanum concentration weekly. The precipitated material was characterized by color determination by the Munsell system, X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS). Potential remobilization of lanthanum in the solid phases formed was evaluated by comparing the amounts extractable by acetic acid 0.11 mol L-1 with the total contents, both determined by ICP OES. High efficiencies in lanthanum removal from aqueous phase were obtained. The precipitate colors tended to redden with the increments in lanthanum amount. The XRD detected the formation of Al-goethite in most treatments and other phases such as Al-lepidocrocite and Al-magnetite, in specific cases. Microanalysis revealed the lanthanum association to iron and aluminum colloids in the solid phase and the occurrence of segregation where the element was more abundant. The extractions with acetic acid showed high potential remobilization of lanthanum to most treatments. The method is suitable for removing the contaminant from water, but further studies are necessary to optimize retention in the solid phase.