Europio (Eu) y agua

El europio es un elemento de tierras raras utilizado en materiales luminiscentes. Su comportamiento en el agua depende del estado de oxidación, el pH, los ligandos disueltos y el contacto con sólidos. La concentración de europio total, por sí sola, no permite identificar sus formas disueltas ni determinar el tratamiento necesario.

¿De dónde puede proceder el europio presente en el agua?

El europio se encuentra junto con otros lantánidos en minerales como la monacita y la bastnasita. Sus compuestos se utilizan en materiales fosforescentes y otros materiales especializados [1]. El contacto con minerales, residuos de procesamiento o corrientes de reciclaje puede constituir una vía de entrada al agua. La cantidad liberada depende del material y de la química del agua; la presencia de europio en un sólido no permite establecer su concentración en el agua circundante.

Química del europio en el agua

Eu(III) es el estado de oxidación que suele considerarse en los estudios ambientales de medios acuosos. La hidrólisis, la formación de complejos con carbonatos y la interacción con superficies influyen en su comportamiento [2]. El europio disuelto puede incluir iones hidratados y complejos. Otra parte del europio puede encontrarse en partículas en suspensión, coloides o sólidos sedimentados. Por tanto, los iones libres de Eu, el Eu disuelto total y el Eu total son magnitudes diferentes.

El europio también puede presentarse como Eu(II). Esta distinción es importante en los procesos de separación: la reducción de Eu(III) a Eu(II), seguida de la precipitación de sulfato de europio(II), poco soluble, se ha utilizado para separar el europio de otras tierras raras [3]. El estado de oxidación y la exposición al oxígeno deben controlarse y evaluarse para la solución concreta. Los resultados obtenidos con Eu(II) no pueden aplicarse directamente a Eu(III), ni viceversa.

Concentración y muestreo

Exprese la concentración de europio elemental en µg/L como Eu o mg/L como Eu. Indique si el resultado corresponde a la fracción disuelta, a la total o a otra fracción definida, así como la filtración, la conservación y la preparación analítica empleadas. Cuando la química redox sea relevante, consulte por separado con el laboratorio las mediciones del estado de oxidación. Una dosis de sal no equivale a la concentración de Eu elemental, ya que los aniones y el agua de cristalización también contribuyen a la masa de la sal.

No existe una única concentración de europio representativa de todas las aguas naturales o corrientes industriales. Utilice mediciones del agua que se esté evaluando y distinga los límites de detección de los valores medidos.

Eliminación y recuperación

La precipitación puede transferir el europio disuelto a una fase sólida. A continuación, ese sólido debe separarse del agua mediante sedimentación o filtración. Se ha investigado la precipitación del hidróxido de europio en soluciones de proceso, pero su eficacia depende de la composición del agua y de las condiciones de operación [4]. Un valor de pH indicado para un experimento de laboratorio no es una consigna de tratamiento universal.

También se ha estudiado la adsorción de Eu(III), incluidos sorbentes experimentales a base de alginato [2]. Para el intercambio iónico o la adsorción, evalúe la captación, los iones competidores, los ligandos, el tiempo de contacto y la liberación durante la regeneración. Capturar Eu en un material lo transfiere a otra corriente; no destruye el elemento. La regeneración o la elución pueden concentrarlo para su posterior recuperación, siempre que se compruebe mediante ensayos.

La recuperación selectiva es un objetivo distinto de la reducción del Eu en el agua tratada. La precipitación de sulfatos basada en procesos redox y la extracción con disolventes son métodos de separación especializados [3,4]. Requieren evaluar el consumo de reactivos, las otras tierras raras y la composición de los líquidos y sólidos residuales. Los resultados de recuperación obtenidos en laboratorio no permiten establecer la pureza del producto ni el rendimiento de una planta.

Información para evaluar el tratamiento

Entre los datos útiles se encuentran el caudal, el Eu disuelto y total, el pH, la temperatura, las condiciones redox, los aniones principales, los metales competidores, los ligandos orgánicos, los sólidos en suspensión y la concentración requerida a la salida. Los ensayos a escala de laboratorio deben medir el Eu residual, la separación de sólidos y la composición de cualquier concentrado o corriente de residuos.

Información relacionada

Consulte europio: propiedades del elemento y elementos y su interacción con el agua. La guía sobre sales que figura a continuación compara compuestos habituales, solubilidad, cálculos de concentración elemental y balances de materia de la recuperación.