Cerio (Ce) e acqua
Cerio (Ce) e acqua: presenza, chimica e rimozione
Il cerio è l'elemento delle terre rare più abbondante nella crosta terrestre e può essere rilasciato dall'alterazione meteorica o dalle attività minerarie. La sua chimica in acqua è peculiare perché il cerio può essere presente come Ce(III) o Ce(IV). In alcuni siti le acque acide di miniera possono contenere concentrazioni elevate di cerio disciolto, mentre altrove l'ossidazione e la formazione di particelle possono sottrarre il cerio alla fase disciolta.
Come arriva il cerio nell'acqua?
Il cerio è presente in minerali come monazite, bastnäsite e apatite, anche nei residui minerari contenenti terre rare. Il drenaggio acido può dissolvere i minerali contenenti cerio. Studi sulla Fascia Pirítica Iberica hanno rilevato un intervallo molto ampio di concentrazioni di terre rare nelle acque di miniera, con valori elevati di cerio in alcuni punti di campionamento; ciò riflette condizioni specifiche dei siti, non una concentrazione generalmente attesa nel drenaggio minerario. Quando le acque si mescolano e il pH cambia, il cerio può ridistribuirsi nei precipitati e nei sedimenti.
Chimica del Ce nell'acqua
Il cerio si distingue dalla maggior parte delle terre rare perché sia Ce(III) sia Ce(IV) possono avere un ruolo importante. In condizioni ossidanti, Ce(III) può ossidarsi e Ce(IV) è fortemente associato alle particelle e alle superfici minerali; in condizioni acide o riducenti, Ce(III) disciolto può persistere più a lungo. Il pH, lo stato redox, i solfati, i ligandi organici e i precipitati di ferro e alluminio influiscono sulla presenza del cerio in forma disciolta o particolata. Le misure del cerio totale e di quello disciolto possono quindi fornire indicazioni diverse.
Come si può rimuovere o recuperare il cerio?
La neutralizzazione e la chiarificazione delle acque di miniera possono ridurre il cerio disciolto tramite sorbimento e coprecipitazione con solidi ricchi di ferro e alluminio, ma l'effetto dipende dallo stato redox e dalla chimica dell'acqua. La filtrazione separa le particelle; non rimuove il cerio che rimane disciolto. Per il recupero di miscele di terre rare, la ricerca ha impiegato lo scambio ionico e la precipitazione controllata degli ossalati dopo il trattamento o la concentrazione. La progettazione degli impianti per ciascun sito dovrebbe prevedere l'analisi delle effettive frazioni disciolta e totale e la gestione dei solidi o degli eluati risultanti.
La valutazione dovrebbe distinguere il materiale disciolto dai solidi sospesi e sedimentati e considerare, ove pertinenti, il pH, le condizioni redox, i solfati, i carbonati, la materia organica e gli altri ioni principali. Per saperne di più, consulta le pagine sullo scambio ionico e sugli elementi e la loro interazione con l'acqua.
Ultima revisione: 3 novembre 2026, a cura di Lenntech.
Fonti e ulteriori letture
- Servizio geologico svedese: Metalli e minerali nei rifiuti minerari.
- Valente et al. (2018): Influenza della mineralogia sulla mobilità degli elementi delle terre rare negli ambienti di drenaggio acido di miniera.
- Stewart et al. (2017): Risorse di elementi delle terre rare nel drenaggio delle miniere di carbone e nei precipitati del trattamento nel bacino degli Appalachi.
- Servizio geologico degli Stati Uniti (2024): Valutazione delle concentrazioni di radio e di elementi delle terre rare nel drenaggio delle miniere di carbone e nei precipitati associati.
- Separation and Purification Technology (2024): Recupero degli elementi delle terre rare dalle acque acide di miniera mediante precipitazione selettiva e scambio ionico.
- Cleaner Engineering and Technology (2026): Recupero delle terre rare dalle acque acide di miniera mediante scambio ionico e precipitazione con acido ossalico.
- Environment and Climate Change Canada: Bozza delle linee guida federali sulla qualità ambientale per elementi delle terre rare selezionati.