[Hidrometalurgia] Aula 21 - Metalurgia dos Elementos Terras Raras

[Hidrometalurgia] Aula 21 - Metalurgia dos Elementos Terras Raras

Prof. Brenno Ferreira de Souza – Engenheiro Metalúrgico

Introdução

As terras raras ou metais de terras raras (La, Ce,

Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Sc e Y) são, de acordo com a classificação da IUPAC, um grupo relativamente abundante de 17 elementos químicos, dos quais 15 pertencem na tabela periódica dos elementos ao grupo dos lantanídeos (elementos com número atômico entre Z=57 e Z=71, isto é do lantânio ao lutécio), aos quais se juntam o escândio (Z=21) e o ítrio (Z=39), elementos que ocorrem nos mesmos minérios e apresentam propriedade físicoquímicas semelhantes.

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Introdução

As principais fontes econômicas de terras raras são os minerais monazite, bastnasita, xenótimo e loparite e as argilas lateríticas que absorvem íons.

Muitos dos elementos incluídos nas terras raras foram denominados em honra dos cientistas que os isolaram pela primeira vez ou que descreveram as suas propriedades físico-químicas elementares, pela sua origem geográfica, por referência à mitologia clássica greco-latina ou por neologismos latinizados ou helenizados.

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Etimologia 4

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Características

As formas elementares das terras raras são metais tipicamente macios, maleáveis e dúcteis, geralmente reativos, especialmente a temperaturas elevadas ou quando finamente divididos, com cores que variam de cinza escuro a prateado.

As principais fontes econômicas de terras raras são os minerais bastnasita, monazita e loparita e as argilas lateríticas.

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Características

Apesar da sua abundância relativa elevada, os minerais de terras raras são mais difíceis de minerar e de extrair do que fontes equivalentes de metais de transição, devido em parte às suas semelhanças químicas.

Esta dificuldade torna os metais de terras raras relativamente caros, pelo que o seu uso industrial foi limitado até serem desenvolvidas técnicas de separação de alto rendimento, tais como a troca iônica, cristalização fracional e extração líquidolíquido nas décadas de 1950 e de 1960.

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Aplicações

As propriedades químicas e físicas das terras raras são utilizadas numa grande variedade de aplicações tecnológicas, que vão desde a constituição de catalisadores à produção de materiais luminescentes e de magnetos.

Os metais de terras raras estão incorporados em aplicações como os supercondutores, magnetos miniaturizados, catalisadores utilizados em refinação de produtos diversos e componentes para carros híbridos.

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Aplicações

Íons de terras raras são utilizados como os átomos ativos em materiais luminescentes usados em aplicações de optico-electrônica.

A determinação da concentração relativa de terras raras é usada em Geologia para a determinação da fonte dos magmas que constituem as rochas ígneas e para a datação de alguns minerais.

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Metalurgia dos Terras Raras

é um flúor-carbonato

Como mencionado, os elementos de terras raras são encontrados principalmente na monazita, que é um fosfato, mas também na xenotima que

Pitinga no Amazonas

Outro fosfato que, juntamente com a monazita, ocorre no Brasil, é a xenotima, que é um subproduto da extração da cassiterita na Mina de

A monazita, por sua vez, ocorre em depósitos praianos juntamente com a sílica (SiO2), a zirconita (ZrSiO4), a ilmenita (FeO.TiO2) e o rutilo (TiO2).

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Processos gravimétricos (mesa vibratória, aspirais de Humphreys), magnéticos e eletrostáticos são usados para separar a monazita dos demais minerais e separá-los entre si.

de soda cáustica ou ácido sulfúrico

A lixiviação da monazita é feita com solução

A lixívia obtida é tratada com ácido clorídrico

extração por solvente

e os cloretos metálicos são separados por 10

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A obtenção dos metais correspondentes pode ser feita por:

•eletrólise de halogenetos, geralmente cloretos ou fluoretos;

sódio, magnésio e lítio

•metalotermia geralmente cálcio, mas às vezes

A redução de óxidos, obtidos por calcinação de carbonatos ou outros sais é a mais usada.

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Niquelândia, 2011 brenno.senai@sistemafieg.org.br 12

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