Erbio (Er) y agua: presencia, química y eliminación

El erbio es un elemento de tierras raras que puede encontrarse en el agua en forma de especies disueltas o en partículas. Su forma química, las demás sustancias presentes en el agua y el objetivo de recuperación previsto determinan qué opciones de tratamiento merece la pena ensayar.

¿Cómo puede llegar el erbio al agua?

El erbio se encuentra en minerales como la monacita y la bastnasita. El agua en contacto con minerales o materiales que contienen erbio puede transportar erbio disuelto o partículas minerales. El procesamiento de minerales, el trabajo de laboratorio y el reciclaje de materiales que contienen erbio son posibles vías que conviene investigar allí donde se realizan esas actividades. Su presencia no demuestra que exista contaminación en un lugar concreto; es necesario tomar muestras.

El erbio se utiliza en amplificadores de fibra óptica y en algunos vidrios especiales. Para consultar las propiedades generales del elemento, véase la página sobre el erbio.

Química del erbio en el agua

El estado de oxidación habitual es Er(III). La acidez, las sustancias complejantes y otros iones influyen en la cantidad de erbio que permanece disuelta. Las recomendaciones para soluciones analíticas señalan que el carbonato, el oxalato y el fluoruro de erbio son poco solubles y advierten contra el uso de medios neutros o básicos para mantener dichas soluciones.

Que una sal sea soluble en agua no garantiza que el erbio permanezca disuelto después de mezclarla con otra corriente. Modificar el pH o añadir una sustancia que se una al erbio puede cambiar su distribución entre el líquido y los sólidos. Evalúe la composición real del agua en lugar de predecir el tratamiento basándose únicamente en el nombre del reactivo original.

Distinga entre el erbio total y la fracción disuelta definida por el método de muestreo y filtración. Las partículas finas y los coloides pueden dificultar esta distinción. Utilice una preparación de muestras uniforme al comparar el agua sin tratar con el agua tratada.

Eliminación del erbio del agua

La sedimentación y la filtración pueden separar las partículas que contienen erbio cuando su tamaño y su comportamiento de sedimentación lo permiten. El erbio disuelto requiere la captura de las especies disueltas o su conversión en un sólido separable. La precipitación debe evaluarse midiendo el erbio disuelto residual y la separación de los sólidos, incluidos los efectos de los iones competidores y las sustancias complejantes.

En investigaciones específicas sobre el erbio se han estudiado la adsorción y la desorción con resina D113-III en sistemas discontinuos y de columna. Otro estudio examinó perlas de sericina-alginato reticuladas, incluidos los efectos del pH, la dosis, el tiempo de contacto, la temperatura, los iones competidores y la reutilización. Estos estudios demuestran el rendimiento en sus condiciones experimentales; no establecen un pH de operación, una capacidad ni un porcentaje de eliminación universales para un agua diferente.

Concentración y recuperación

La adsorción seguida de desorción, o el intercambio iónico seguido de elución, pueden transferir el erbio capturado a otra corriente líquida. Un volumen final menor puede aumentar su concentración. El estudio sobre sericina-alginato demostró el enriquecimiento mediante la reutilización del eluyente, lo que ilustra la diferencia entre eliminar el erbio del agua y recogerlo en una corriente de recuperación.

Mida por separado la eliminación de erbio, la recuperación en masa y la pureza del producto. Otros elementos de tierras raras y sales pueden concentrarse al mismo tiempo. El balance de materia debe abarcar la alimentación, el agua tratada, los sólidos, los medios agotados y los líquidos de regeneración.

Información útil para evaluar el tratamiento

Caudal, temperatura, pH y variaciones en la composición del agua.
Erbio total y disuelto, junto con el método de muestreo y filtración.
Otros elementos de tierras raras, iones mayoritarios, sólidos en suspensión y sustancias complejantes conocidas.
El objetivo de calidad del agua tratada y el producto de recuperación deseado.
La composición y el destino de los lodos, los medios agotados y los líquidos de regeneración.

Exprese las concentraciones sobre una base uniforme. Un valor expresado como Er elemental excluye los contraiones y el agua de cristalización, y difiere de la concentración en masa de una sal de erbio.