Estudio del fraccionamiento y la especiación de REE en ambientes ácidos ecuatorianos mediante experimentos de laboratorio

Abstract

Los elementos de tierras raras se utilizaban frecuentemente como trazadores ambientales. Sin embargo, su importancia actual radica en el valor añadido de mercado de elementos como Eu, Tm y Lu por su utilización en la industria tecnológica. Numerosos estudios están prestando interés especial en su comportamiento en ambientes ácidos, donde estos elementos sufren procesos de fraccionamiento. Así, este trabajo pretende caracterizar el contenido en REE en drenaje ácido de minas (DAM) del área minera ecuatoriana Zaruma-Portovelo durante su proceso de neutralización mediante tratamiento que permita entender tan compleja evolución de dichos sistemas. Los resultados muestran una clara asociación entre la concentración total de REE y los cambios en las condiciones de pH que se producen en el tratamiento de aguas. Los patrones de REE, convexos al inicio del proceso, fueron evolucionando hacia patrones planos o aserrados, claramente indicativos de los procesos de fraccionamiento a favor de las fases sólidas. Además, la modelización de fases acuosas ha permitido distinguir un modelo de fraccionamiento inicial similar al propuesto en la literatura a favor de los oxihidróxidos de Fe y Al a pH ácidos que evolucionó a lo largo del tratamiento hacia un modelo más complejo de fases carbonatadas y/o fosfatadas como principal sumidero de REE a valores de pH superiores a 6.

Rare earth elements have frequently been used as environmental tracers. However, its current importance lies in the market added value that elements such as Eu, Tm and Lu have due to their use in the technological industry. Hence, numerous studies are lending special interest in their behavior in acidic environments, where these elements experiments fractionation processes. Thus, this work aims to characterize the content in REE in AMD (Acid Mining Drainage) of the Ecuadorian mining area Zaruma-Portovelo during its process of neutralization by means of treatment that allow understanding this complex evolution system. The results show a clear association between the total concentration of REE and the changes in pH conditions that occur in the water treatment. The convex patterns of REE at the beginning were evolving towards flat or sawed patterns clearly indicative of the fractioning processes in favor of the solid phases. In addition, the modelling of aqueous phases has allowed us to distinguish an initial fractionation model similar to that proposed in the literature in favor of Fe and Al oxyhydroxides at acidic pH that evolved throughout the treatment towards a more complex model of carbonated and/or phosphates phases as the main sink of REE when the pH is higher than 6