Sales y compuestos comunes del vanadio: solubilidad y tecnologías de recuperación
El vanadio en el agua se describe mejor mediante sus especies químicas disueltas que mediante una única «sal común». En las aguas dulces naturales oxigenadas, el vanadio disuelto suele estar presente como oxoaniones vanadato de vanadio(V). Los vanadatos de sodio y amonio se asocian más frecuentemente con reactivos industriales, soluciones de lixiviación y productos de recuperación. Las especies presentes dependen del pH, las condiciones redox, la concentración y los demás componentes disueltos.
Formas del vanadio en aguas naturales e industriales
En el agua, las sales se disocian y las especies de vanadio vuelven a alcanzar el equilibrio. Los compuestos enumerados a continuación son representativos de entornos concretos; no deben interpretarse como una lista de sales presentes en todas partes.
| Agua o corriente de proceso | Formas de vanadio que pueden ser relevantes | Contexto |
|---|---|---|
| Aguas subterráneas óxicas y aguas dulces superficiales | Oxoaniones vanadato de vanadio(V), incluidos H2VO4− y HVO42− | Estas especies disueltas suelen predominar en aguas dulces óxicas con un pH aproximado de 5–9. Su distribución depende del pH y de la química del agua; no son moléculas intactas de «sales» de sodio, calcio o magnesio. |
| Drenaje minero, filtraciones de relaves y escorrentía | A menudo, vanadato disuelto en condiciones óxicas; el vanadio también puede asociarse con (hidr)óxidos de hierro, sólidos en suspensión o materia orgánica natural | La presencia y movilidad dependen de la mineralogía del mineral y los residuos, el pH, las condiciones redox y la meteorización. Se necesitan análisis del agua específicos del emplazamiento. |
| Agua de mar y aguas naturales salinas | Especies de vanadato disueltas y, según la concentración y las condiciones, formas asociadas o poliméricas | La elevada fuerza iónica y los iones presentes junto con el vanadio afectan a la especiación. La salinidad natural por sí sola no implica que haya sales diferenciadas de vanadato de sodio o calcio en forma sólida. |
| Circuitos de tostación con sales y lixiviación acuosa | Vanadatos de sodio solubles, incluido el metavanadato de sodio, en la solución de lixiviación | En algunas rutas comerciales, la materia prima que contiene vanadio se tuesta con sales de sodio; los vanadatos resultantes se lixivian con agua. |
| Circuitos de purificación y precipitación | Vanadatos de amonio, incluidos el metavanadato de amonio o los precipitados de polivanadato | Son productos intermedios de recuperación formados en condiciones de proceso controladas, no componentes típicos del agua natural. |
| Soluciones de proceso ácidas y reductoras | Especies de vanadio(IV), como el vanadilo; el sulfato de vanadilo puede utilizarse o estar presente en determinadas soluciones de proceso | Su presencia depende del estado redox y de la composición de la solución. Un pH bajo por sí solo no demuestra que el vanadio esté exclusivamente en forma de V(IV). |
Los cloruros de vanadio no se enumeran aquí como formas disueltas comunes: en las corrientes acuosas, la química del vanadio se describe mejor mediante los iones que contienen oxígeno y las condiciones reales de acidez, concentración de cloruros y estado redox.
Sales y compuestos comunes del vanadio
A continuación se muestran valores de solubilidad de referencia seleccionados de recopilaciones publicadas. Describen compuestos individuales en agua bajo las condiciones indicadas; no son límites de diseño ni predicciones del comportamiento de una salmuera industrial de composición mixta. Los datos publicados pueden variar según la temperatura, el estado de hidratación, el pH y la fuente. En una corriente de proceso real, la sal añadida se disocia y las especies de vanadio pueden volver a alcanzar el equilibrio.
| Compuesto | Fórmula | Estado de oxidación del vanadio | Solubilidad en agua publicada | Contexto habitual |
|---|---|---|---|---|
| Metavanadato de sodio | NaVO3 | V(V) | Aproximadamente 211 g/L a 20–25 °C | Intermedio soluble en el procesamiento por tostación y lixiviación de materiales que contienen vanadio |
| Ortovanadato de sodio | Na3VO4 | V(V) | Aproximadamente 100 g/L en una recopilación publicada a 20–25 °C; otras fuentes lo describen como soluble | Reactivo de vanadato y posible forma disuelta en soluciones de proceso alcalinas |
| Metavanadato de amonio | NH4VO3 | V(V) | Poco soluble en agua fría; más soluble en agua caliente. Los valores publicados varían según la fuente y las condiciones. | Intermedio precipitado utilizado en algunas rutas de recuperación de vanadio |
| Pentóxido de vanadio | V2O5 | V(V) | Aproximadamente 8 g/L a 20–25 °C; la solubilidad aumenta en medio ácido o alcalino | Producto y precursor importante; es un óxido, no una sal |
| Sulfato de vanadilo | VOSO4 | V(IV) | Muy soluble en agua; el valor exacto depende del estado de hidratación y de la fuente. | Compuesto de V(IV) utilizado en determinadas soluciones para procesos químicos y redox |
| Polivanadatos de amonio | Composición variable | Generalmente V(V) | No hay un valor único: la composición y la disolución dependen del pH y de la preparación | Precipitados o intermedios ricos en vanadio formados durante la recuperación |
El sulfato de sodio y el sulfato de amonio pueden estar presentes como sales de fondo o reactivos de proceso en algunos circuitos. No son compuestos de vanadio; si se contempla la recuperación de sales, su cristalización y separación de los sólidos o soluciones que contienen vanadio deben evaluarse por separado.
Tecnologías de eliminación y concentración
Los proyectos mineros y de procesamiento pueden necesitar eliminar el vanadio de las filtraciones o las aguas residuales, recuperarlo de una solución de proceso concentrada, o ambas cosas en etapas separadas. La selección depende de la especiación y la concentración del vanadio, el pH, el potencial redox, la salinidad, los iones competidores, los sólidos y la calidad final requerida del agua o del producto. Los porcentajes de eliminación publicados en estudios individuales no constituyen garantías de diseño de aplicación universal.
| Problema del agua o del proceso | Posible método | Consideraciones importantes |
|---|---|---|
| Vanadato disuelto a baja concentración en aguas mineras o subterráneas | Medios adsorbentes de (hidr)óxidos de hierro o coagulación con sales férricas seguida de separación de sólidos | Los estudios de campo y de laboratorio indican una eliminación eficaz en aguas específicas. Compruebe el punto de ruptura, los iones competidores, los medios adsorbentes agotados o los lodos y los requisitos para su eliminación. |
| Vanadato con aniones disueltos competidores | Intercambio aniónico, cuando la selectividad y la regeneración de la resina sean adecuadas | El sulfato, el fosfato y otros aniones pueden competir; la solución de regeneración se convierte en un residuo que contiene vanadio. |
| Solución concentrada que contiene vanadio | Purificación selectiva o extracción con disolventes, seguida de precipitación controlada de vanadato | La elección del proceso depende de la acidez y de los metales y las sales disueltos junto con el vanadio. Los ensayos de laboratorio o a escala piloto pueden determinar la recuperación y la calidad del producto. |
| Recuperación de vanadio de una solución purificada | Precipitación de un compuesto intermedio de vanadato de amonio y calcinación para obtener V2O5 | Es una vía industrial habitual, pero los reactivos, las condiciones de precipitación y las especificaciones del producto dependen de la alimentación y del proceso de la planta. |
Membranas en corrientes de alta salinidad
Las membranas pueden formar parte de un sistema integrado de tratamiento, pero cumplen funciones distintas. La microfiltración y la ultrafiltración eliminan los sólidos en suspensión y los flóculos; no eliminan el vanadato disuelto. La nanofiltración o la ósmosis inversa pueden rechazar o concentrar iones disueltos si lo permiten el tipo de membrana, el pH, la fuerza iónica, la presión osmótica y el riesgo de incrustaciones. Una corriente de alta salinidad puede requerir una configuración de alta presión o una etapa térmica posterior, pero no existe un umbral de salinidad universal a partir del cual sea adecuado un determinado diseño.
La electrodiálisis transporta iones a través de membranas de intercambio iónico; es necesario demostrar su selectividad y la recuperación de vanadio para la mezcla concreta. La destilación por membranas, la evaporación y la cristalización pueden contribuir a una mayor recuperación de agua o concentración de sales, pero no garantizan por sí solas una recuperación selectiva del vanadio. La gestión del concentrado, los medios adsorbentes agotados, los lodos y los cristales resultantes debe formar parte del diseño del proceso.
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Última revisión: 8 de noviembre de 2026, por Lenntech.
Fuentes y lecturas adicionales
- OMS/IPCS: Pentóxido de vanadio y otros compuestos inorgánicos de vanadio — propiedades seleccionadas y datos de solubilidad.
- Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA): Revisión toxicológica del pentóxido de vanadio (2011).
- Vanitec: Producción de vanadio — rutas de tostación y lixiviación y de recuperación de vanadatos.
- Eliminación de vanadio del agua de zanjas mineras mediante productos comerciales de hierro y residuos del tratamiento con sales férricas.
- Revisión: Técnicas de eliminación del vanadio del agua.
- Gobierno de Canadá: Evaluación preliminar de sustancias que contienen vanadio.
- Revisión: Tecnologías de membranas para el tratamiento de aguas residuales salinas.