Pautas de distribución de especies de las Tierras Raras en soluciones ácidas naturales

Resumen

En este trabajo se analizan las pautas generales de especiación de las Tierras Raras (TR) en aguas ácidas mediante la utilización de muestras procedentes de cuatro sistemas naturales distintos (en Brasil, España, Canadá y USA). Los caracteres geoquímicos del conjunto de muestras seleccionado permiten considerar variaciones de pH de 3,3 a 5,2, un rango relativamente amplio de concentraciones de SO⁼₄ F^- y P0^3-₄ y diferencias en los contenidos de TR de hasta cuatro órdenes de magnitud. Las pautas de distribución de TR normalizadas frente a NASC en casi todas las aguas estudiadas muestran un marcado enriquecimiento en las Tierras Raras Intermedias (TRI).
Los cálculos de especiación realizados con el código PHREEQE muestran que la distribución de especies de las TR se encuentra controlada por los complejos sulfatados (LnSO⁺₄ principalmente) y, en menor proporción, por las formas iónicas libres (Ln³⁺). Sólo cuando las concentraciones de sulfato son considerablemente bajas, las formas libres se encuentran en proporciones preponderantes sobre las de los complejos sulfatados.
Los otros ligando s presentes en las soluciones ácidas (P0^3-₄ y F^-) no entran en competición con el sulfato en la especiación de las Tierras Raras (al menos para el rango de concentración abarcado por las muestras manejadas) por distintos motivos. Las concentraciones de P0^3-₄ no son lo suficientemente elevadas como para incidir en la especiación de esos elementos. El F^- presenta, en casi todas las muestras, valores de concentración suficientes como para influir, a priori, en la especiación de los lantánidos; sin embargo este ligando forma complejos con el aluminio en solución de manera preferente. Por ello, las normalmente altas concentraciones de este último elemento en soluciones ácidas evitan que el F^- compita con el SO⁼₄ en la distribución de especies de las Tierras Raras, impidiendo los notables efectos de aquel ligando en la especiación de esos elementos.
Desde un punto de vista metodológico, los resultados obtenidos señalan la necesidad de determinar las concentraciones de aluminio para una correcta realización de los cálculos de especiación de Tierras Raras en aguas ácidas.