Brasil tem uma das maiores reservas de terras raras do planetaJanaína Simões - Inova Unicamp - 24/05/2011

As terras raras são 17 elementos químicos muito parecidos, mas que diferem no número de elétrons em uma das camadas da eletrosfera do átomo. São agrupadas em uma família na tabela periódica porque ocorrem juntos na natureza e são quimicamente muito parecidos. [Imagem: Peggy Greb/USDA]

O Brasil pode ser dono de uma das maiores reservas de terras raras do planeta,

mas, hoje, praticamente não explora esses recursos minerais.

As terras raras são usadas em superimãs, telas de tablets , computadores e

celulares, no processo de produção da gasolina, e em painéis solares.

Estimativas da agência Serviços Geológico Norte-Americano (USGS), apontam que

as reservas brasileiras podem chegar a 3,5 bilhões de toneladas de terras raras.

De olho no potencial brasileiro, a Fundação Certi, de Santa Catarina, o Instituto de

Pesquisas Tecnológicas (IPT), de São Paulo, e Centro de Tecnologia Mineral (Cetem),

do Rio de Janeiro, estão se articulando para dar apoio à iniciativa privada, caso o

Brasil decida explorar esses recursos minerais e entrar no mercado.

Reservas de terras raras

Um mercado hoje inteiramente dominado pela China, responsável por 95% da

produção e dona de 36% das reservas conhecidas. O valor do mercado mundial dos

óxidos de terras raras é da ordem de US$ 5 bilhões anuais.

"Estamos nos estruturando para, caso alguém se interesse por entrar na mineração,

a gente poder apoiar as iniciativas. Temos alguns projetos de pesquisa, mas

começamos devagar porque se não amadurecer a mineração de terras raras no

Brasil, não tem sentido a gente investir em pesquisa e desenvolvimento para

exploração e produção", afirma Fernando Landgraf, diretor de inovação do IPT.

Como parte da ação das entidades acadêmicas de colocar o assunto em discussão e

contribuir para o debate, Landgraf publicou um artigo no jornal Valor Econômico no

dia 13 de abril, chamando a atenção para o potencial brasileiro.

Nos 3,5 bilhões de toneladas de terras raras, após os processos industriais que

concentram e separam os elementos químicos que ocorrem de forma agregada nos

minérios, há 52,6 milhões de toneladas de metal.

Essa estimativa do USGS consta no documento Os principais depósitos de

elementos terras rara nos EUA - Um resumo dos depósitos domésticos e uma

perspectiva global .

Com base em dados do geólogo da CPRM, Miguel Martins de Souza, publicados em

revista científica especializada, a USGS calculou também que a reserva de 2,9

bilhões de toneladas de terras raras na mina de Seis Lagos, na Amazônia, resultaria

em 43,5 milhões de toneladas de metal contido.

Em Araxá, Minas Gerais, em uma mina explorada pela Vale, haveria o segundo

maior depósito brasileiro: a estimativa dada pelo documento é de 450 milhões de

toneladas de terras raras e 8,1 milhões de metal contido para essa mina.

Terras raras

As terras raras são 17 elementos químicos muito parecidos, mas que diferem no

número de elétrons em uma das camadas da eletrosfera do átomo. São agrupadas

em uma família na tabela periódica porque ocorrem juntos na natureza e são

quimicamente muito parecidos.

Também têm como característica comum os nomes complicados: lantânio,

neodímio, cério, praseodímio, promécio, samário, európio, gadolínio, térbio,

disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio, escândio e lutécio.

Apesar do nome sugerir, esses metais não são tão raros como o ouro, por exemplo.

Se, até poucos anos atrás, não compensava para o Brasil entrar no setor, por não

haver condições de competição com a China, o potencial das reservas brasileiras e

o aumento dos preços das terras raras no mercado internacional podem tornar o

negócio economicamente viável, defende o diretor do IPT.

Tendência: O futuro dos leitores eletrônicos

Preços em disparada

Em média, os preços das terras raras no mercado internacional praticamente

triplicaram nos últimos anos, segundo Landgraf.

O óxido de neodímio, que em janeiro de 2009 custava US$ 15 o quilograma, em

janeiro de 2011 atingiu o valor de US$ 150 o quilograma.

"Na hora em que o preço sobe tanto, o que não era economicamente viável há três

anos pode se tornar viável no presente. E o Brasil está na posição de ter a maior

reserva de terras raras no planeta", aponta.

Algumas reservas do Brasil são bem conhecidas, particularmente as de fosfato em

Poços de Caldas, Araxá e Catalão. As terras raras estão contidas nos rejeitos da

mineração de fosfato. "São minas que não estão mais na fase de pesquisa mineral,

mas de pesquisa de viabilidade econômica : sabemos quanto tem, mas é viável

economicamente concentrar?", explica Landgraf.

Surge nova geração de telas digitais baseada em elementos de terras raras

Os chamados superimãs, usados nos geradores de energia eólica e nos motores miniaturizados, são feitos de neodíminio, um dos componentes da família das terras raras. [Imagem: CREMC]

A China e as terras raras

O aumento de preços das terras raras está diretamente relacionado ao que ocorreu

no mercado chinês, explica Landgraf. A preocupação com o meio ambiente

aumentou muito na China nos anos mais recentes e o governo tem pressionado as

empresas a melhorarem suas práticas.

Os produtores de terras raras estão sendo duramente atingidos, pois é uma

atividade que causa elevado impacto ambiental na China. "Quando o governo

chinês pressionou para organizar o aspecto ambiental da produção, muitas minas e

pequenas empresas de processamento fecharam, diminuindo a oferta", acrescenta.

Além dessa contração no fornecimento, o mercado chinês não pára de crescer e o

consumo de terras raras da China aumentou muito mais do que o consumo do resto

do mundo.

"A China era exportadora porque não consumia muito, mas o aumento da demanda

interna faz sobrar menos terras raras para serem exportadas", aponta. Há suspeita

também de que os chineses estão adotando cotas de exportação, o que motiva

outros países a comprarem mais desses minérios para estocar.

No ano passado, a China deu uma amostra de seu controle sobre o fornecimento de

terras raras: embargou as exportações de terras raras para o Japão, em represália

pela prisão de um comandante de um barco de pesca chinês em uma área marítima

disputada por ambos os países. Os japoneses tiveram problemas, já que sua

indústria é sustentada em produtos de alta tecnologia que usam as terras raras.

Diante desse panorama, os Estados Unidos, por exemplo, já elegeram as terras

raras como recursos críticos para sua economia, igualmente baseada na produção e

venda de produtos de alto conteúdo tecnológico. A empresa Molycorp Minerals, com

operações na Califórnia, está investindo US$ 200 milhões para recolocar sua fábrica

em operação.

Liga metálica de terras raras mantém tubarões longe das redes de pesca

Terras raras no Brasil

No Brasil também se observa alguma movimentação. O ministro da Ciência e

Tecnologia, Aloizio Mercadante, conversa com a Vale sobre a possibilidade de a

mineradora entrar no negócio, algo que precisará do apoio do governo, de

condições de financiamento favoráveis, melhoria no transporte e logística e de

investimentos em P&D para que o empreendimento possa competir com a produção

chinesa, como apontou reportagem do jornal Valor Econômico de 11 de maio.

"Cerca de 10 empresas no Brasil estão discutindo o tema [entrar na produção de

terras raras]. A Vale é citada por ser a maior, mas há outras interessadas, que não

se manifestam publicamente", conta o diretor do IPT.

Outra iniciativa do Ministério da Ciência e Tecnologia (MCT) está na negociação de

um acordo de cooperação técnica em inovação com a Alemanha, pelo qual a

projetos-pilotos de produção de superimãs, que usam terras raras, receberia apoio

do Instituto Fraunhofer, conforme a citada reportagem do jornal paulista.

Outra iniciativa do governo, e que ganhou pouco destaque até agora, é a da

empresa CPRM Serviços Geológicos do Brasil, vinculada ao Ministério de Minas e

Energia (MME). Ela começou a executar em 2011 o projeto Avaliação do Potencial

dos Minerais Estratégicos do Brasil , que vai identificar novas áreas em todo o

território brasileiro onde pode haver ocorrência de terras raras. O projeto deve

durar três anos e receber R$ 18,5 milhões em recursos, vindos do Programa de

Aceleração do Crescimento (PAC). Somente em 2011 o governo planeja investir

quase R$ 2,4 milhões no projeto, segundo a CPRM.

Tecnologia para exploração das terras raras

Landgraf afirma que as tecnologias para mineração e processamento de terras são

dominadas.

"A gente já soube fazer, no passado, e temos competência para produzir terras

raras. Não há um desafio tecnológico intransponível", prossegue.

Ele recorda que o Brasil fez superimãs na década de 90. "Havia cinco grupos de

pesquisa, pelo menos, fazendo superimãs, isso foi meu tema no doutorado.

Chegamos a ter uma empresa produzindo superimãs; ela quebrou em 1994",

comenta.

Para o diretor do IPT, o problema é econômico. "A questão é saber se alguém tem

cacife para montar uma empresa no Brasil, ou se podemos fazer um conjunto de

empresas entrar no ramo, e enfrentar um possível dumping chinês", analisa.

Do ponto de vista da pesquisa e do desenvolvimento, Landgraf explica que seria

preciso estudar a produção em escala industrial. "A gente fez coisas em escala

laboratorial, não em escala comercial. Então, se houver decisão empresarial e do

governo e o País entrar nesse setor, o próximo desafio é fazer a escala piloto dos

processos para chegar à escala industrial", diz.

Ele acrescenta que hoje o Brasil tem instrumento para financiar as plantas

industriais previstas em projetos de P&D que operem em escala piloto, como é o

caso do Funtec, programa do Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e

Social (BNDES).

Brasil desenvolve tecnologia de materiais luminescentes usando terras raras

Tecnologia para o uso

Landgraf defende que o Brasil não seja um mero exportador de minerais, mas que

desenvolva toda a cadeia de produção. Começa com a mineração e concentração

das terras raras, etapas de menor valor na cadeia. A seguir passa pela indústria

química, responsável por fazer a etapa de separação.

"Não existe imã de terras raras, existe imã de neodímio. As terras raras são

quimicamente parecidas, então precisa separar uma da outra", explica. "A

tecnologia necessária é relativamente sofisticada, mas sabemos fazer em

universidades, institutos de pesquisa", prossegue.

Ímã para motores de veículos elétricos permanece forte até 200 graus

Ele comenta que, no passado, havia grupos de pesquisa na USP, no Cetem, e em

outros centros que faziam, em laboratório, a separação, mas tudo se desarticulou

nos anos 1990, quando a China começou a praticar preços baixos no mercado

internacional. "São Paulo tem tradição nisso, tínhamos a empresa Orquima, que

depois foi adquirida pela Nuclebras e passou a se chamar Nuclemon,

posteriormente incorporada pela Indústrias Nucleares do Brasil (INB)", recorda.

O mercado para venda de terras raras é crescente. Hoje, o mundo consome 150 mil

toneladas por ano de terras raras, de acordo com o diretor do IPT. O neodímio,

elemento químico mais usado dentro desse grupo, está presente nos superimãs.

Estes, por sua vez, são cada vez mais usados em motores que precisam ter

dimensões pequenas, como os que regulam bancos e espelhos em automóveis mais

luxuosos.

"São imãs que permitem miniaturizar os motores. Esse mercado vai crescer muito",

aponta Landgraf. O gerador de energia eólica pode ser feito com os superimãs,

outro nicho de aplicação que se expande com a necessidade de fontes renováveis

de energia.

Terras raras elevam eficiência de material termoelétrico em 25%

O lantânio é usado para fabricar gasolina. Numa das etapas de produção do

combustível na refinaria, os gases passam por cima de um catalisador de óxido de

lantânio, que promove a junção das moléculas que formam a gasolina. "O Brasil

consome 1.000 toneladas por ano de lantânio. Não é um grande mercado, mas se

não tivermos lantânio, não fabricamos gasolina. Somos dependentes da China",

destaca.

Os outros 12 elementos que formam o grupo terras raras são usados em menor

quantidade em várias aplicações. O óxido de cério, por exemplo, é usado para polir

lentes de óculos.

Nos LEDs brancos, que estão substituindo lâmpadas fluorescentes porque

consomem menos energia, também se usa óxidos de terras raras. "O laser é verde,

azul ou vermelho. Para obter a luz branca, o laser bate numa camada fluorescente

branca e quem gera essa luz branca é uma mistura de óxidos de terras raras

aplicada aos LEDs", explica. "Se o mercado de LEDs for crescer como indicam as

projeções, será preciso muita terra rara", afirma.

As terras-raras são um grupo seleto de 17 elementos químicos de relativa abundância na crosta terrestre (com concentração variando entre 68ppm para o cério e 0,5ppm para o túlio e lutécio) considerados raros pela dificuldade da sua separação (já que ocorrem em vários minérios de composições distintas). Apenas o lantânio, que é muito instável, não é visto nestas terras – embora se classifique como tal.

Hoje, a China é o maior produtor desses minérios (supre quase 97% do mercado

mundial), porém, tal produção diversas vezes é proporcionada por meios não lícitos,

com grande impacto para o ambiente.

Alguns dos elementos terras-raras

Os metais são:

Escândio (z = 21); Ítrio (z = 39); Lantânio (z = 57); Cério (z = 58); Praseodímio (z = 59); Neodímio (z = 60); Promécio (z = 61); Samário (z = 62); Európio (z = 63); Gadolínio (z = 64); Térbio (z = 65); Disprósio (z = 66); Hólmio (z = 67); Érbio (z = 68); Túlio (z = 69); Itérbio (z =70); Lutécio (z =71);

A exceção do escândio e do ítrio, todos os outros são integrantes da série dos

lantanídeos. Estes metais podem ser encontrados também em solos de terras-raras

pela semelhança que apresentam com os de transição interna.

Os minérios mais comuns que apresentam estes elementos são: a monazite (como

fonte importante de tório, lantânio, cério e samário), a bastnasite (cério, lantânio e

ítrio), o xenótimo (na maior parte, é fonte de ítrio. Mas, pode apresentar alguns

vestígios de arsênio, cálcio, disprósio, érbio, térbio, tório, urânio, itérbio e zircônio)

e a loparite (com maior parte constituída por cério).

Extração

O uso de retroescavadeira muitas vezes não é realizado por detalhes técnicos e

indisposições no solo, assim, são empregados produtos químicos em forma de

solução que, ao circular num caminho previamente perfurado, removem os minérios

de interesse. A alguns metros ou quilômetros dali, há um sistema de contenção.

Logo após, os sólidos são retirados e seguem para processamento.

O grande problema nesse mecanismo é que os produtos químicos utilizados (como

o sulfato de amônia) se disseminam na natureza (adentrando no solo) e podem

causar diversos tipos de impactos negativos ao ambiente.

Isso é visível quando exploradores particulares (incentivados pelo baixo

investimento inicial e a possibilidade retorno em pequena escala de tempo) o fazem

às escuras, contra o governo.

Em épocas de chuva, por exemplo, o solo enfraquecido é facilmente levado pelas

águas e as enxurradas de lama destroem as residências da população local.

Causando transtornos que poderiam ser evitados com um pouco mais de consciência

por parte dos produtores.

O metal de transição interna lantânio (La) é branco prateado, maleável e dúctil, mole podendo ser cortado com uma faca, possui número atômico 57, massa atômica relativa 138,9055 u, sua configuração eletrônica é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f1 . O lantânio foi descoberto pelo cientista Monsander, em 1839 em Estocolmo, a partir de um mineral chamado lantana presente em areia monazítica, a qual é uma de suas fontes mais abundantes. Seu nome é oriundo da palavra grega “lanthano” e significa aquele que está escondido. O lantânio possui ponto de fusão de 920ºC e ponto de ebulição de 3460ºC. É um metal de propriedades moderadamente tóxicas, porém é utilizado em muitos segmentos industriais com diversas finalidades.

Quimicamente o lantânio é um metal reativo, formando inúmeros compostos

químicos com os mais diversos elementos; os principais são o nitrogênio, oxigênio

e os halogênios. Forma também carbetos e hidretos, dentre outros compostos,

porém esses são os mais comuns. Seu número de oxidação é +3, o lantânio reage

com água formando hidróxido e liberando hidrogênio, quando exposto ao ar

atmosférico rapidamente observa-se o aparecimento de manchas, em virtude da

formação de óxido e carbonato do metal; reage exotermicamente com ácidos

concentrados ou diluídos formando o respectivo sal e liberando hidrogênio. As

reações do metal são mais bem observadas segundo as equações, respectivamente:

Em função de sua reatividade o lantânio é utilizado como catalisador no

craqueamento do petróleo. Como componente absorvente de infravermelho na

manufatura de vidros especiais e ópticos em forma de La2O3 e/ou La(NO)3,

fabricação de pedras de isqueiro, artefatos de iluminação para projetores

cinematográficos, eletrodos de baterias e eletrodos catódicos em função da sua alta

emissão de elétrons , lentes telescópicas, na fabricação de ferro fundido e no

tratamento de água. É adicionado ao aço no processo de fabricação, para aumento

da resistência mecânica. Estudos têm observado o comportamento das interações

entre lantânio e hidrogênio, em virtude da liga formada entre os elementos ser

capaz de absorver cerca 400 vezes sua massa em volume desse mesmo gás.

É obtido comumente através da redução do LaF3 com Ca metálico, é encontrado

juntamente com o nitrato de cério, não sendo, portanto encontrado em seu estado

puro na natureza.

CérioPor Luiz Ricardo dos Santos

O cério é um metal de transição interna pertencente a série dos lantanídeos, é um metal maleável, dúctil e resistente, é sólido a temperatura ambiente, possui uma coloração semelhante a do aço sendo branco acinzentado levemente prateado. O cério foi descoberto no ano de 1803 por Berzélius e Hisinger na Suécia e de maneira independente na Alemanha pelo químico Klaproth, quando da análise da monasita e da bastnasita. Seu nome é oriundo do

asteróide Ceres, descoberto 2 anos antes do cério por Piazzi.

Símbolo Químico: Ce Número Atômico: 58 Massa Atômica: 140,1 u Ponto de Fusão: 798ºC Ponto de Ebulição: 3424ºC Nox: Ce+4

Configuração Eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f2

Densidade: 6,77g/cm3

Eletronegatividade: 1,12

Quimicamente

O cério é um metal reativo, logo que exposto ao ar úmido vemos a perca de seu

brilho metálico e o aparecimento de manchas, em seguida é recoberto por uma

camada amarela esverdeada CeO2 (oxido de cério). Reage exotermicamente com

água formando Ce(OH)4, e liberando hidrogênio, com ácidos diluídos ou

concentrados formando sais e hidrogênio, sofre ataque de soluções alcalinas.

Queima espontaneamente em contato com o ar atmosférico, quando em pó ou se o

metal sólido for arranhado com um objeto qualquer. Forma diversos compostos

químicos, porém os mais comuns são os cloretos, hidretos, óxidos e nitratos. O

cério possui uma estrutura eletrônica com variações, em virtude de seus níveis 4f e

6s possuírem a mesma quantidade de elétrons.

Reações do cério

Com Oxigênio:

Ce + O2 CeO2

Com água:

Ce + 4H2O Ce(OH)4 + 2H2

Com ácidos:

Ce + 4HCl CeCl4 + 2H2

Com bases:

Ce + 4OH- Ce(OH)4

Utilização do cério

O cério é um dos lantanídeos mais abundantes que se conhece, porém possui usos

semelhantes ao dos demais lantanídeos, como:

Ligas metálicas com lantânio, praseodímio e neodímio para fabricação do metal Misch; É combinado com ferro e magnésio para fabricação de pedra de isqueiro e artefatos

magnéticos; Junto com o carbono é utilizado na fabricação de equipamentos de iluminação

cinematográfica e seu óxido é utilizado como catalisador em escapamento de automóveis e fornos autolimpantes.

Sua obtenção industrial é através da eletrólise do cloreto ou por redução do fluoreto

fundido com cálcio. É um metal abundante na natureza em virtude de estar presente

em vários minérios. Seu isótopo mais estável é 140Ce com cerca de 88% de

ocorrência, porém não é encontrado na sua forma elementar, sendo pois encontrado

na bastnasita e na monazita em maior quantidade. O cério não possui atividade

biológica, porém estudos mostraram que é capaz de influenciar em alguns aspectos

bioquímicos. Assim como todos os lantanídeos ele é um metal tóxico e prejudicial

ao meio ambiente.

PraseodímioPor Luiz Ricardo dos Santos

O processo de descoberta do praseodímio foi iniciado com Monsander quando este extraiu o didímio da lantania. Porém Cleve após suas pesquisas constatou que na verdade o didimio se tratava de 2 elementos: neodímio e praseodímio, e somente no ano de 1885 o químico austríaco Weslbach, após observar que os sais dos dois elementos apresentavam cores diferentes descobriu o praseodímio e evidentemente o neodímio. O nome do elemento é originado das palavras gregas “praseos” que significa verde e “dimyos” que significa gêmeos em função de apresentar características próximas a do neodímio e estarem juntos em um mesmo minério.

Praseodímio

O terra-rara praseodímio é um metal de transição interna. É branco prateado,

maleável e dúctil, é sólido a temperatura de 25ºC. Pertencente à família dos

lantanídeos ou lantanóides, seu símbolo químico é Pr, funde 931ºC e seu ponto de

ebulição é 3020ºC. Seu número atômico é 59, sua massa atômica é 140,9 u, sua

configuração eletrônica é 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f3.

Quimicamente

O praseodímio é um metal reativo formando diversos compostos químicos tais

como haletos, óxidos, sulfatos, carbonatos, teluretos, nitretos, sulfetos e selenetos

em virtude de sua afinidade eletrônica e seu número de oxidação que são +2, +3 e

+4. Reage exotermicamente com ácidos diluídos liberando hidrogênio ou oxigênio e

quando exposto ao ar da atmosfera logo é recoberto com uma camada verde de

óxidos de praseodímio, motivo este do metal ser guardado ao abrigo do ar.

Biologicamente o praseodímio não apresenta nenhuma função, é medianamente

tóxico.

Obtenção e uso

Este metal não ocorre na natureza em seu estado elementar, estando somente na

forma de minérios como a monazita e a bastinasita. É obtido industrialmente

através da redução dos haletos, com magnésio e/ou cálcio, segundo a reação:

Alguns dos usos mais importantes do praseodímio são:

Na indústria de equipamento cinematográfico como componente de luzes e refletores para iluminação;

Componente de ligas metálicas juntamente com magnésio pra proporcionar maior resistência, consequentemente essas ligas são utilizadas na fabricação de motores de aviões e na indústria aeroespacial;

Como pigmento capaz de conferir coloração amarelada na fabricação de vidros, cerâmica e tintas esmalte sob o nome de amarelo de praseodímio;

O Pr 2O3, é utilizado como componente refratário, apresentando maior resistência térmica em relação aos outros lantanídeos;

Na forma de didimio, que nada mais é do que uma mistura de praseodímio e neodímio, sendo usada na fabricação de lentes especiais para soldagem em virtude de absorver a luz;

Na composição do “mischmetal” utilizado na fabricação de pedras de isqueiro, contendo cerca de 5% do metal.

NeodímioPor Luiz Ricardo dos Santos

O neodímio é um elemento de transição interna localizado na família dos lantanídeos, é um metal que possui propriedades semelhantes a do praseodímio, com o qual ele é comumente encontrado e até mesmo foi confundido no passado em virtude de estarem presentes junto no didimio, que é um mineral encontrado na bastinazita e monazita. Minerais estes que são responsáveis não somente pela presença de neodímio e praseodímio, mas da maior parte dos lantanídeos. É um metal branco prateado levemente acinzentado, é maleável e dúctil além de resistente a ação de agentes químicos quando este esta presente em ligas metálicas.

A descoberta do neodímio foi iniciada

com Monsander quando este extraiu o didímio da lantania. Porém Cleve após suas

pesquisas constatou que na verdade o didimio se tratava de 2 elementos neodímio e

praseodímio, e somente no ano de 1885 o químico austríaco Weslbach, após

observar que os sais dos dois elementos apresentavam cores diferentes descobriu o

praseodímio e evidentemente o neodímio. O nome do elemento é originado das

palavras gregas “neos” que significa novo e “dimyos” que significa gêmeos em

função de apresentar características próximas a do neodímio e estarem juntos em

um mesmo minério.

Símbolo Químico: Nd Número Atômico: 60 Massa Atômica: 144,2 u Nox : Nd+3

Configuração eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f4

Ponto de Fusão: 1010,2ºC Ponto de Ebulição: 3027 ºC

O neodímio é um metal relativamente reativo, deve ser guardado em recipiente

fechado em virtude de reagir com o oxigênio vigorosamente. Logo que exposto ao

ar reage com o oxigênio formando óxido de neodímio, reage com ácidos HCl,

HNO3 e H2SO4 diluídos vigorosa e exotermicamente, com liberação de hidrogênio,

não apresenta reação com soluções alcalinas a temperatura ambiente, é tóxico

quando em local fechado reage com compostos presentes no ar formando gases e

vapores venenosos. O neodímio pode ser obtido através de vários processos, porém

o mais utilizado é a redução através do fluoreto de cálcio, e a extração por

solventes. A reação de redução é a seguinte:

Alguns dos usos mais importantes do neodímio são:

Na indústria de equipamento cinematográfico como componente de luzes e refletores para iluminação;

Componente de ligas metálicas juntamente com magnésio pra proporcionar maior resistência, consequentemente essas ligas são utilizadas na fabricação de motores de aviões e na indústria aeroespacial;

Na fabricação de lasers de para corte preciso e na fabricação de lentes usadas na astronomia para obtenção de bandas nítidas;

Como pigmento capaz de conferir coloração amarelada na fabricação de vidros, cerâmica e tintas esmalte sob o nome de amarelo de praseodímio;

O Nd2O3 é utilizado como componente refratário, apresentando maior resistência térmica em relação aos outros lantanídeos. Na forma de didimio, que nada mais é do que uma mistura de praseodímio e neodímio, sendo usada na fabricação de lentes especiais para soldagem em virtude de absorver a luz Na composição do “mischmetal” utilizado na fabricação de pedras de isqueiro, contendo cerca de 6 a 10% do metal.

PromécioPor Luiz Ricardo dos Santos

O promécio é um elemento radioativo, pertencente a série dos lantanídeos, é um metal mole de coloração cinza, seus sais possuem uma coloração luminescente, geralmente azul e verde em virtude da radiação emitida, seu nome é oriundo do nome do deus grego “Prometeu”, que segundo a mitologia foi quem roubou o fogo dos céus.

As pesquisas que tem o intuito de encontrar o metal na

crosta terrestre, não e tem sido satisfatórias, e concluiu-se que este elemento está

completamente ausente na superfície terrestre, sendo somente obtido através de

sínteses laboratoriais, por que assim como o tecnécio, o promécio não possui

isótopos estáveis com meia-vida bastante curta que alcançam no máximo 17 anos.

A descoberta do promécio iniciou-se no ano de 1902 quando Branner suspeitou da

existência de um elemento intermediário entre o neodímio e o samário, sendo

confirmada por Moseley em 1914. A partir daí iniciou-se uma série de pesquisas na

tentativa de obter o metal, a mais significativa talvez tenha sido a da “Ohio State

University”, onde os pesquisadores envolvidos bombardearam o núcleo do

praseodímio e do neodímio com nêutrons e partículas alfa oriundas do deutério

obtendo o elemento massa atômica 145u e numero atômico 61. Embasados no

experiemento, Wu, Bethe e Segre confirmaram a produção do elemento porém não

possuíam uma prova química em função da dificuldade de separação dos elementos

de transição interna.

Quando no ano de 1945 os cientistas Marinsky, Glendenin, Coryell confirmaram a

existência do elemento com a obtenção através de bombardeio do urânio com

nêutrons de neodímio identificando-o por cromatografia de troca iônica, obtendo a

prova química da existência do elemento, ao passo em que a descoberta deste fora-

lhe atribuída.

Propriedades Físico-Químicas

Símbolo Químico: Pm Número Atômico: 61 Massa Atômica: 145 u Ponto de fusão: 1042ºC Ponto De Ebulição:3000ºC Nox: Pm+3

Configuração Eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f5

Quimicamente

Apesar de pouco conhecimento das propriedades químicas do promécio sabe-se que

ele é um metal reativo e logo que exposto ao ar reage vigorosamente com o O2

formando óxido de promécio Pm2O3, existem cerca de 30 compostos de promécio

conhecidos e sua distinção se dá pela emissão de luzes coloridas que vão do azul ao

verde pálido, em virtude da emissão de radiação. O promécio deve ser manuseado

com extremo cuidado em virtude de sua alta temperatura oriundo de sua alta taxa de

decaimento e emissão radioativa. O promécio é um metal tóxico e radioativo, que é

letal em baixa concentração. Até o momento as pesquisas não apontam nehuma

função biológica para o elemento.

Utilização

O promécio é aplicado como emissor de raios beta, em medidores de espessura,

esses raios quando absorvidos pelo fósforo e seu compostos produzem luz. Essa luz

é utilizada em dispositivos para operações de medição precisa e em baterias de

propulsão nuclear que captam a luz emitida através de células fotovoltaicas,

transformando-a em energia elétrica. As pesquisas têm demonstrado que o

promécio promete ser uma excelente fonte de energia e de raios-x para um futuro

próximo.

SamárioPor Luiz Ricardo dos Santos

O samário é um metal branco prateado que apresenta um brilho característico, é estável quando exposto ao ar da atmosfera é maleável e dúctil e relativamente mole. Faz parte dos metais de transição externa pertence ao grupo dos lantanídeos. Foi descoberto no ano de 1879 pelo químico francês Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran que isolou o metal do mineral samarsquita ((Y,CE,U,Fe)3(Nb,Ta,Ti)5O16), após ter sido observado através de espectroscopia pelo químico suíço, Marignac no didimio. Recebeu este nome em homenagem ao coronel russo Samarsk.

Existem 21 isótopos do elemento, que

são conhecidos, onde 17 são radioativos e somente 4 144Sm,150Sm, 152Sm e 154Sm, são

estáveis e a mistura isotópica destes da origem ao samário.

Propriedades Físico-Químicas

Símbolo Químico: Sm Número atômico: 62 Peso Atômico: 150,36 u Ponto de Fusão: 1074 ° C Ponto de ebulição: 1794 ° C Densidade: 7,52 g/cm³ Estado Físico 25°C: sólido Nox: Sm+2 e Sm+3

Configuração eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f6

Quimicamente

O samário é um metal medianamente reativo, visto que é necessário que ocorra

aumento de sua temperatura para observar as reações do metal. Quando o elemento

atinge uma temperatura de 150ºC, ele reage vigorosamente com o oxigênio do ar

formando óxido de samário SmO2 e/ou SmO3, reage com ácidos fortes concentrados

ou diluídos como HNO3 e HCl principalmente, formando sais e hidrogênio porém,

os sulfetos de samário apresentam melhor estabilidade em temperatura ambiente e

temperaturas em torno de 1100ºC o que mostra ótima eficiência térmica.

Além dos sais o samário forma nitretos, hidretos e alguns outros compostos menos

comuns. Não foi observada reação do samário com soluções alcalinas em

temperatura ambiente, provavelmente por que o metal necessita de aquecimento

para formação de hidróxidos. Pouco se tem conhecimento das propriedades do

samário menos ainda de sua função biológica e toxicidade, o que reclama um

manuseio cuidadoso.

Ocorrência, obtenção e utilização

O samário não ocorre na natureza em sua forma elementar sendo encontrado

comumente na monazita e bastnazita na forma de samasrkita mineral do qual ele foi

isolado e é obtido industrialmente.

Atualmente o metal é obtido através de extração por solventes, colunas de troca

iônica, eletrodeposição em solução de citrato de lítio e por redução com óxido de

lantânio. O samário foi obtido em uma forma mais pura recentemente, em virtude

de sua obtenção ser dispendiosa e cara.

O metal tem muitas aplicações importantes, porém bastante semelhante a do

restante das terras raras tais como:

O óxido de samário é utilizado na fabricação de vidros capazes de absorver a luz infravermelha, na dopagem de cristais de fluoreto de cálcio para produção de lasers ópticos e comuns;

Juntamente com outros terras-raras e carbono forma ligas utilizadas na indústria de equipamentos cinematográficos, para fabricar o arco de carbono. Além de utilizado na fabricação de revestimento absorvedor de nêutrons em reatores nucleares;

Catalisador na desidrogenação e desidratação do etanol em sínteses orgânicas, o isótopo radioativo 153Sm, utilizado juntamente com cálcio e fósforo na medicina para o tratamento de dores ósseas em pacientes com câncer e em sensores de absorção de espectroscopia no infra vermelho;

A liga de samário com o cobalto é um potente imã, proporcionando um alto desempenho magnético e difícil desmagnetização, representa cerca de 2% da liga de metal Misch, utilizado na fabricação de pedra de isqueiros.

EurópioPor Luiz Ricardo dos Santos

O európio é um metal de transição interna pertencente a família dos lantanídeos, apresenta uma cor cinza prateada, é duro e maleável e possui propriedades semelhantes a do chumbo, logo que exposto ao ar forma óxido de európio.

A descoberta do európio iniciou-se no ano de 1890 com o cientista Boisbaldran

quando ele ao analisar uma amostra composta por samário e gadolínio, através de

espectrometria observou um espectro diferente, o que levou Demarcay a pesquisar a

origem do espectro, descobrir e isolar o metal no ano de 1901.

O európio recebeu este nome em homenagem ao continente europeu, até bem

recentemente o európio ainda não tinha sido isolado em sua forma pura em virtude

da dificuldade de separação do metal.

Propriedades Físico-Químicas do Európio

Símbolo Químico: Eu Número atômico: 63 Massa Atômica: 152,0 g mol-1

Ponto de Fusão: 822 ° C Ponto de ebulição: 1529° C Densidade: 5,25 g/cm³ Estado Físico a 25ºC: Sólido Nox: Eu+3

Configuração Eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f7

Quimicamente

O európio é o mais reativo dos lantanídeos, logo que exposto ao ar ele reage com o

oxigênio formando óxido de európio, Eu2O3, reage violentamente com água e ácidos

concentrados ou diluídos liberando energia e hidrogênio. Sua reação com a água é

semelhante a do cálcio. Atualmente o európio é obtido através da reação de seu

óxido com o lantânio. Até o presente momento não foi observado ação biológica do

elemento, porém o cuidado em seu manuseio é indispensável por tratar-se de um

metal com poucas propriedades conhecidas.

Além do oxido, o metal forma outros compostos como hidreto, nitrato, cloreto,

sulfato, oxalato, carbonato, acetato e fluoreto segundo as reações:

Reação do európio com ácido sulfúrico:

2Eu(s) + 3H2SO4(l) Eu2(SO4)3(s) + 3H2(g)

Reação do európio com água:

Eu(s) + 3H2O(l) Eu(OH)3 + 3/2H2(g)

Ocorrência, Obtenção e utilização

O európio ocorre na monazita e bastnazita, podendo ocorrer também em outros

minérios, porém é mais abundante nos minérios citados anteriormente. É obtido a

partir da redução térmica sob vácuo do seu óxido com o lantânio metálico

catalisado por tântalo. O európio não possui uso industrial atualmente porém, as

pesquisas mostram que o metal possui propriedades de absorção de nêutrons e

poderá ser utilizado em reatores nucleares, seus usos são basicamente:

Dopagem de vidros e plásticos pra lasers; Utilização com o fósforo vermelho em tubos de raios catódicos para televisores e laser

de infravermelho, e na fabricação de cristal líquido para tela de computadores; Utilização em alguns reatores nucleares como absorvedor de nêutrons.

GadolínioPor Luiz Ricardo dos Santos

O gadolínio é um metal de transição interna pertencente a família dos lantanídeos. É branco prateado com brilho metálico, é mole e flexível, em contato com ar úmido observa-se o aparecimento de manchas, provavelmente a mancha tem origem dos compostos formados em sua superfície em função da reação com elementos presentes no ar.

O gadolínio deve ser armazenado ao abrigo da umidade e do ar. Foi descoberto de

maneira independente pelos cientistas Boisbaldran e Marignac em 1880 e por

Monsander que o isolou do minério de ítrio em 1886. O gadolínio recebeu este

nome em homenagem ao químico finlandês Johan Gadolin (1760-1852), que

descobriu o ítrio em 1792.

Propriedades Físico-Químicas

Símbolo Químico: Gd Número atômico: 64 Massa Atômica: 157,3 g mol-1

Ponto de Fusão: 1310° C Ponto de ebulição: 3000 ° C Densidade: 7,52 g cm-3

Estado Físico 25°C: sólido Nox: Gd+2, Gd+3

Configuração eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f8

Quimicamente

O gadolínio é um metal reativo que quando exposto ao ar úmido, reage com o

oxigênio formando óxidos (GdO e Gd2O3), que se desprende facilmente da

superfície do metal. Quando submetido a temperaturas acima de 1200ºC ocorre a

mudança de sua estrutura cristalina, forma diversos compostos como acetatos,

haletos, sulfatos, nitretos, óxidos, hidróxidos e organometálicos. Reage lentamente

com água formando hidróxido de gadolínio, dissolve-se facilmente em ácidos

concentrados ou diluídos com liberação de hidrogênio. Segundo as reações abaixo:

Reação do gadolínio com ácidos:

Gd(s) + 2H+ (aq) Gd+2 + H2(g)

Reação do gadolínio com água:

2Gd(s) + 3H2O(l) 2Gd(OH)3 + 3/2H2(g)

Ocorrência, Obtenção e utilização

O gadolínio assim como os outros terras–raras ocorrem frequentemente na

monazita, bastnazita e gadolinita, sendo o mais abundante dos lantanídeos. Na

natureza o metal não ocorre em seu estado elementar sendo encontrado na forma de

minérios, são conhecidos 17 isótopos de gadolínio, onde 7 desses dão origem a

mistura isotópica que origina o metal. Os isótopos 155Gd e 157Gd, são os menos

abundantes na natureza, porém são utilizados como absorvedores de nêutrons e

reatores nucleares, em virtude de sua característica de absorver mais nêutrons do

que qualquer outro metal.

O gadolínio é obtido através da redução de seus fluoretos anidros com cálcio

metálico a vácuo e alta temperatura, não obstante existem outras maneiras de obter

o metal tais como a troca iônica e a extração por solvente. O gadolínio possui várias

características importantes que o tornam um metal com vários usos como por

exemplo:

Forma ligas com ítrio que são utilizadas na fabricação de forno de microondas, forma compostos com o fósforo para ser usado na fabricação de televisores e telas parar computador;

É adicionado a 1% em ligas de Fe+Cr, entre outras ligas com objetivo de conferir resistência química, mecânica e térmica;

É usado como metal ferromagnético em virtude de possuir 2 elétrons desemparelhados. A baixas temperaturas é um metal supercondutor;

O sulfato de gadolínio é utilizado na fabricação de amplificadores de som, CDs e memórias de computador;

Os quelatos de gadolínio com EDTA são utilizados como contraste em exames de ressonância magnética e tomografia computadorizada em virtude de suas propriedades magnéticas amplificarem os sinais emitidos pelo equipamento.

TérbioPor Luiz Ricardo dos Santos

O térbio é um metal de transição interna, branco prateado levemente acinzentado, pertencente aos lantanídeos ou terras-raras. È um metal macio, mole e flexível que é facilmente cortado com uma faca afiada. Foi descoberto no ano de 1943 por Monsander, no minério de ítrio juntamente com o érbio cujo, as impurezas restantes da purificação do érbio em 1942, continham o térbio, o metal foi nomeado em homenagem a cidade de Ytterby na Suécia. São conhecidos 21 isótopos de térbio que variam de 145Tb a 166Tb , somente o

isotopo159Tb, é estável para formação do elemento.

Propriedades Físico-Químicas

Símbolo Químico: Tb Número atômico: 65 Peso Atômico: 158.9 g mol-1

Ponto de Fusão: 1360 ° C Ponto de ebulição: 2500 ° C Densidade: 8,27 g cm-3

Estado Físico a 25ºC: Sólido Nox: Tb+3

Configuração Eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f9

Quimicamente

O térbio é um metal medianamente reativo, é estável em contato com o ar em

temperatura ambiente. Quando o metal é submetido a temperaturas superiores a

100ºC, observa-se a formação de Tb2O3, que apresenta uma coloração marrom

escuro semelhante ao chocolate em pó, em temperaturas superiores a 1200º C

ocorre uma mudança na estrutura cristalina do metal. O térbio reage com ácidos

concentrados ou diluídos, com água e oxigênio, formando diversos compostos

químicos como haletos, carbonato, sulfato, nitrato, oxalato, acetato, borato e óxido.

As reações abaixo expressam melhor a formação de compostos de térbio.

Obtenção, ocorrência e usos

O térbio é obtido através da reação da reação de seu fluoreto com cálcio sob alta

temperatura usando o tântalo como catalisador da reação com posterior purificação

do metal através da fusão a vácuo, porém existem outros métodos de obtenção do

metal tais como troca iônica e extração por solventes, como comumente tem

acontecido no processo de purificação do metal. Não existem pesquisas que

apontam o grau de toxicidade do metal e nem de ação biológica, portanto o

manuseio do térbio deve ser cuidadoso em virtude de este pertencer a família dos

lantanídeos que geralmente apresentam propriedades tóxicas.

O térbio ocorre em minérios como cerite, gadolinita, na monazita a 0,03%, na

xenonita e na euxenite a 1% de óxido de térbio, e comumente nos outros minerais

em que são encontrados os demais lantanídeos, vale lembrar que assim como a

maioria dos elementos químicos o térbio não é encontrado na natureza em seu

estado elementar. A utilização do térbio é bastante peculiar, entre seus usos podem

ser enunciados os seguintes:

Os sais, óxido e hidróxido de térbio juntamente com o fósforo são utilizados na fabricação de tubos de imagem de televisores, na dopagem de dispositivos para computadores e na fabricação de lasers,

O térbio metálico juntamente com zircônio e ferro forma ligas metálicas resistentes, que são utilizadas na fabricação de equipamentos refratários, revestimento para reatores nucleares, com o borato de sódio é utilizado em dispositivos de estado sólido, com óxido de zircônio tem aplicação como estabilizador refratário em células catalíticas para fabricação de combustíveis.

DisprósioPor Luiz Ricardo dos Santos

O disprósio é um metal de transição interna pertencente a família dos lantanídeos, é branco prateado maleável extremamente mole podendo ser facilmente cortado com uma faca pelo

simples ato de pressioná-la sobre o metal. O disprósio foi descoberto no ano de 1886 pelo cientista francês Boisbaldran, porém só foi isolado em forma pura em 1950 pela Speeding & Associados, com o desenvolvimento de técnicas metalográficas através da redução e troca iônica. O nome disprósio é originado da palavra grega “dysprositos” que significa difícil de

chegar.

Propriedades Físico-Químicas

Símbolo Químico: Dy Número atômico: 66 Peso Atômico: 162,50 g mol∙ -1

Ponto de Fusão: 1410 ° C Ponto de ebulição: 2567 ° C Densidade: 8,53 g cm∙ -3

Estado Físico a 25ºC: Sólido Nox: Dy+3

Configuração Eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f10

Quimicamente

O disprósio é um metal pouco reativo apresenta estabilidade quando em contato

com o oxigênio do ar em temperatura ambiente. Porém é extremamente reativo

quando aquecido, reagindo vigorosamente com o ar. É atacado lentamente por

ácidos diluídos e/ou concentrados formando sais liberando hidrogênio e energia até

a completa dissolução do metal. O disprósio é um metal que sofre acentuada

influência de impurezas, que acabam por afetar suas características físicas e

químicas. O disprósio forma diversos compostos tais como: óxido, hidróxido,

nitrato, hidreto, carbonato, acetato, haletos, oxalato e sulfato. De acordo com alguns

exemplos de reações abaixo:

Reação do disprósio com ácido sulfúrico:

2Dy(s) + 3H2SO4(l) Dy2(SO4)3(s) + 3H2(g)

Reação do disprósio com água:

Dy(s) + 3H2O(l) Dy(OH)3 + 3/2H2(g)

Ocorrência, Obtenção e utilização

O disprósio ocorre em minerais como xenotima, fergusonite, gadolinita, policrase,

euxenite e blomstrandine, porém como a maioria das terras raras ocorre na maioria

das vezes na monazita e bastnasita. O metal é obtido com maior grau de pureza a

partir da redução do fluoreto de disprósio com cálcio metálico. Segundo a reação:

As informações e as utilizações do disprósio são limitadas, no entanto alguns de

usos mais freqüentes se dão em virtude do metal possuir características, físico-

químicas, interessantes para a indústria, sendo estas:

Em função do alto ponto de fusão e inércia química, o disprósio é utilizado na metalurgia de aços inoxidáveis especiais para fabricação de revestimentos para reatores nucleares, e na fabricação de equipamentos resistentes a altas temperaturas;

Forma liga com o níquel que é utilizado em sistemas de refrigeração para reatores nucleares, além de possuir capacidade de absorção de nêutrons. Com Fe+Nd+B forma uma liga especial com alto poder magnético e uso em cerâmicas especiais;

Em combinação com V, Cd e outros terras raras tem sido utilizado na fabricação de equipamentos emissores de infravermelho no estudo usados no estudo de reações químicas;

A pesquisa tem demonstrado que o composto formado por Dy+Fe+Si+Ho, forma um excelente centro doador de íons para diversas finalidades. Por enquanto a ciência ainda não demonstrou nenhuma ação biológica do elemento.

HólmioPor Luiz Ricardo dos Santos

O hólmio é um elemento de transição interna pertencente ao grupo dos lantanídeos ou terras-raras. É um metal branco prateado brilhante, é relativamente macio, mole e flexível. A descoberta do hólmio iniciou-se através dos químicos suíços Delafontaine e Soret, quando eles observaram espectros diferentes na banda de absorção de outros metais, suspeitando assim tratar-se de um elemento “X”, que se encontrava na amostra que eles estavam analisando em 1978.

Não obstante e de maneira

independente o cientista sueco Cleve descobriu o metal durante sua pesquisa com a

érbia, a comprovação de que realmente tratava-se de um novo elemento veio em

1911 quando Homberg preparou o óxido de hólmio, que é um composto amarelo

intenso. O elemento recebeu este nome em homenagem a cidade de Cleve, Hólmia

na Suécia, palavra latina de onde também deriva o nome Estocolmo, capital sueca.

Propriedades Físico-Químicas

Símbolo Químico: Ho Número atômico: 67 Peso Atômico: 164,93 g mol-1

Ponto de Fusão: 1460 ° C Ponto de ebulição: 2720 ° C Densidade: 8,80 g cm-3

Estado Físico a 25ºC: Sólido Nox: Ho+3

Configuração eletrônica: 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 4s2 3d104p6 5s2 4d10 5p6 6s2 4f11

Quimicamente

O hólmio é um metal relativamente estável quando exposto ao ar atmosférico, desde

que o ar esteja seco e a temperatura a 25ºC. Quando o metal é exposto a

temperaturas superiores a 1000ºC, ou ar úmido, observa-se a formação de uma

película amarela em sua superfície de óxido de hólmio Ho2O3. O hólmio reage

lentamente com ácidos minerais ou orgânicos que podem estar concentrados ou

diluídos desprendendo hidrogênio e formando sais. O hólmio forma compostos

como carbonato, acetato, nitrato, hidreto, óxido, hidróxido, oxalato, cloreto,

fluoreto, iodeto e sulfato. As reações abaixo expressam melhor a formação dos

compostos e obtenção do metal puro:

Obtenção, ocorrência e usos

O hólmio é obtido através da reação de redução do seu fluoreto com cálcio sob alta

temperatura usando o tântalo como catalisador da reação com posterior purificação

do metal através da fusão a vácuo, porém existem outros métodos de obtenção do

metal tais como troca iônica e extração por solventes, como comumente tem

acontecido no processo de purificação dos lantanídeos. Não existem pesquisas que

apontam o grau de toxicidade do metal e nem de ação biológica, portanto o

manuseio do hólmio deve ser cuidadoso em virtude de este pertencer a família dos

lantanídeos que geralmente apresentam propriedades tóxicas.

O hólmio ocorre em minérios como cerite, gadolinita, na monazita onde está

presente na proporção de 0,05% e é extraído comercialmente, xenonita e na

euxenite, e comumente nos outros minerais em que são encontrados os demais

lantanídeos, vale lembrar que assim como a maioria dos elementos químicos o

hólmio não é encontrado na natureza em seu estado elementar. A utilização do

hólmio é bastante peculiar, entre seus usos podem ser enunciados os seguintes:

Os sais e outros compostos de hólmio são utilizados na fabricação de vidros especiais, cerâmicas, dopagem de granadas para fabricação de lasers, catalisadores na produção de combustíveis e sínteses orgânicas. A mistura entre compostos de fósforo, haletos metálicos e haletos de hólmio são utilizados na fabricação de lâmpadas especiais e tubos de televisores;

O hólmio metálico é trabalhado em várias formas como chapas, discos, esferas entre outras formas. O metal é adicionado a ligas que suportam altas temperaturas, além de ser utilizado na fabricação de supercondutores em equipamentos que operam em altas temperaturas e no revestimento de reatores nucleares. O hólmio também é

adicionado em ligas para fabricação de super imãs, em virtude de sua extraordinária característica de proporcionar campos magnéticos superiores aos existentes.

TúlioPor Renato Marcondes

O Túlio é um elemento químico que possui numero atômico 69 e símbolo atômico Tm, pertence à família dos lantanídeos, possui cor prateada e é um metal maleável podendo ser cortado a faca, possui boa ductilidade e é encontrado em minérios como monazita juntamente com outras terras raras e em areias de rios, sendo mais resistente a corrosão que a maioria dos metais.

Foi descoberto em 1879 por Per Teodor

Cleve, quando este, ao tentar remover impurezas de outras terras raras, retirou todos

os contaminadores da érbio (Er3, O3) e obteve duas substâncias sendo uma marrom

e outra verde. A substancia marrom era óxido do elemento hólmio e o verde que era

um óxido de substância desconhecida ele deu o nome de túlia sendo seu elemento

túlio, que em romano significa uma terra mítica mais ao norte e habitada sendo

talvez a Escandinávia.

O túlio tem pouca abundância no meio-ambiente terrestre por isso a sua utilização

se tornou inviável pouco tempo depois de sua descoberta e inicio de utilização

mesmo porque no inicio não se obtinha o túlio de forma 100% pura até o

desenvolvimento de técnicas como a troca de íons e de metalotermica por volta dos

anos 50. Era usado principalmente em aparelhos de raios-X e em produção de

lasers.

O túlio provavelmente nunca terá um bom aproveitamento a preços razoáveis, pois

sua abundancia é muito baixa na natureza, mas uma aplicação fora de seu preço é a

de produção dos raios-X portáteis sendo útil em consultórios odontológicos e

médicos.

O grupo das terras raras possui uma toxidade baixa em relação aos outros

elementos.

Itérbio

Por Renato Marcondes

O itérbio foi descoberto por um químico chamado Jean-Charles Marignac 1878 em Genève – Suíça, quando o mesmo descobriu um novo elemento o qual deu a nomenclatura de terra iterbia (atualmente chamado de érbia) o qual ele acreditava ser um metal puro. Mais tarde em 1907 um químico francês Georges Urbain conseguiu separar as impurezas da iterbia em dois outros compostos na tentativa de purificá-los para obter as características físicas e químicas do mesmo, mas sem muito sucesso, aos quais deu o nome de neoiterbia e lutércia, respectivamente chamados de itérbio e lutécio atualmente.

Somente em 1937 os cientistas Daane Dennilson e

Sedding conseguiram uma forma realmente pura suficiente para obter as

características do elemento e catalogá-lo, recebendo o nome atual de itérbio que é

uma derivação de Ytterby – Suécia.

Itérbio é um material presente no meio ambiente encontrado em minerais como

xenotima, monazite e gadolina, vendido comercialmente por isso sua produção em

laboratório não comum, tanto pela sua presença natural quanto pela dificuldade de

separá-lo do metal puro. Trata-se de um metal solido presente há família dos

lantanoides (terras raras) de símbolo químico Yb de um aspecto físico maleável,

dúctil e macio, bom condutor de eletricidade, de cor branco-prateado, possui

numero atômico 70 e massa atômica de 173,04.

Apesar de ser estável possui a necessidade de permanecer em um recipiente fechado

livre de ar e umidade, pois reage com ambos. Ele é reativo com todos da família dos

halogênios formando haletos de itérbio, alem de reagir lentamente com a água fria e

rapidamente com a água quente formando hidróxido de itérbio e hidrogênio gasoso.

Raramente traços de itérbio são encontrados nos organismos humanos, mas sendo

altamente tóxico. Ele é utilizado na produção de ácidos, laser, em tubos de raios-X

e na melhoria da resistência mecânica do aço, em forma de pó pode causar

queimaduras nos olhos e riscos de explosões.

LutécioPor Renato Marcondes

O lutécio foi descoberto por um químico chamado Jean-Charles Marignac 1878 em Genève – Suíça, quando o mesmo descobriu um novo elemento o qual deu a nomenclatura de terra iterbia (atualmente chamado de érbia) o qual ele acreditava ser um metal puro. Mais tarde em 1907 um químico francês Georges Urbain conseguiu separar as impurezas da itérbia em dois outros compostos na tentativa de purificá-los para obter as características físicas e químicas do mesmo, mas sem muito sucesso, aos quais deu o nome de neoiterbia e lutércia, respectivamente chamados de itérbio e lutécio atualmente.

Até os finais do século XX não avia se

conseguido obter o metal puro, pois este possui elevada dificuldade de separação do

mineral ao qual está presente, a monazita (que contem 0,03% de lutécio presente em

sua composição), usando-se atualmente de troca iônica para obter a separação desse

metal que é o menos abundante na natureza, este metal possui elevado preço no

mercado, mas mesmo assim possui aplicação na indústria do petróleo.

Mesmo o lutécio não tento nenhuma função biológica no corpo acredita-se que ele

estimula o metabolismo, e sua toxidade iguala-se aos demais de sua família os

lantanídeos ou terras raras.

É um metal de características físicas sendo dúctil e macio, de cor prateada sendo

estável se mantido livre de contado com o ar e a umidade. É usado em tecnologias

nucleares e na industrial do petróleo, tendo numero atômico 71 e massa atomica175

e características gerais comuns ao do itérbio.

MBAC investe US$ 1,2 bi para explorar fosfato e terras-rarasVisitas: 515

06/09/12 - 00:00

SÃO PAULO - Para atingir um nível de produção anual de 1,5 milhão de toneladas de superfosfato simples (SSP, um adubo à base de fósforo) até 2016, a MBAC Fertilizer - companhia canadense liderada por brasileiros - vai investir US$ 1,2 bilhão nos próximos anos no Brasil. O aporte ainda crescerá com a exploração de terras-raras (conjunto de dezessete elementos que, hoje, desafia mineradoras de todo o mundo).

São três os novos projetos da empresa localizados na região do Mapito (Maranhão, Piauí, Tocantins e parte da Bahia), a nova fronteira agrícola do País. Uma das plantas, a oeste de Minas Gerais, contempla a extração das terras-raras.

Trata-se da operação de Araxás (MG), onde estima-se que três milhões de toneladas de óxidos do tipo estão incrustados no solo, e com alto teor de pureza: acima de 5%. "Essa é uma das maiores reservas do mundo", afirmou ao DCI o presidente da MBAC, Roberto Busalto Belger - embora, depois, tenha reconhecido que, nesse mercado, "cada empresa anuncia que a sua mina é a maior".

E os anúncios têm acontecido com frequência mensal, segundo o executivo, que dirigiu a Bunge Fertilizantes e acumulou trinta anos de experiência nos segmentos de mineração e adubos.

"Há três anos, não se falava em terras-raras. Mas a China, que produzia e exportava 90% desses elementos, na expectativa de internalizar a própria tecnologia, cortou suas exportações. Então, o mundo todo passou a buscar novas fontes das matérias-primas", contextualizou Belger.

Quilos valem toneladas

As terras-raras destinam-se à fabricação de produtos tecnológicos, como telas de computador e catalisadores de combustão. "São essenciais para dois tipos de indústria: a de tecnologia verde e a de alta tecnologia, que demandam baixos volumes com alto valor agregado, isto é, quilos que valem toneladas", ilustrou Belger.

Uma "cesta-básica" contendo mil quilos de terras-raras vale, em média, US$ 50 mil. Entretanto, apenas um quilo de alguns desses elementos pode custar até mil dólares. "O mercado existe, mas não é tão grande. Tem potencial de crescimento porque abastece indústrias do presente e do futuro", definiu o especialista.

O desafio atual das empresas que trabalham com terras-raras, no Brasil, é separar o óxido da matéria-prima, ou seja, a purificação dos elementos. A indústria brasileira está convidando especialistas japoneses, coreanos e europeus para desenvolver a aplicação fabril das terras-raras, segundo Belger. "O problema não é o tamanho da reserva, mas o controle da tecnologia", explicou.

Questionado sobre o quanto a MBAC investirá em sua planta de terras-raras, lá em Araxás, Belger calou. "Existe um potencial de valor muito grande, e os investidores, sem dúvida, estão muito interessados nesse potencial", disse em seguida.

Terras fosfóreas

Nessa mesma mina - localizada no Triângulo Mineiro, ao lado da maior operação de fosfato da Vale -, a MBAC prepara terreno para também extrair, a partir de 2016, a matéria-prima do adubo SSP, cuja função é fazer raízes se prolongarem - algo de uso tipicamente brasileiro, em função dos tipos de solo encontrados no País.

Mas Belger não revela os números de tal projeto. Por outro lado, entra em detalhes a respeito das outras duas plantas de fosfato, ambas em fase de preparação, da companhia: em Arraias (TO) e Santana (PA).

Os negócios fazem parte de um amplo plano de investimentos: US$ 18,9 bilhões até 2016, liderados por Vale e Petrobrás, para desenvolver a cadeia brasileira de fertilizantes (que ainda depende, a nível de 70%, da importação de matérias-primas).

Em Arraias, a exploração das minas de fosfato começarão em novembro. "A terraplanagem já foi feita para a duplicação, entre 2016 e 2017, para chegar a uma extração de um milhão de toneladas por ano", acrescentou Belger. O investimento total previsto para a planta é de US$ 400 milhões.

Já em Santana, o volume de exploração anual deve chegar a 500 mil toneladas de fosfato no final de 2015, tendo recebido aportes de US$ 650 milhões. "A pureza do fosfato, em Santana, é praticamente o dobro do de Arraias", detalhou o chefe das operações. 400 mil toneladas de fertilizantes de alta concentração e 100 mil toneladas de sal mineral, para nutrição animal, também deverão ser extraídos anualmente do local.

"As regiões têm as mesmas características estratégicas: localizam-se na nova fronteira agrícola do Brasil e têm acesso ao Mato Grosso, que é o maior consumidor de fertilizantes do País."

Elemento K

A MBAC também passará a sondar, ainda neste ano, reservas de potássio em Anebá (AM).

Vale registrar que os principais macronutrientes utilizados na fabricação de fertilizantes (mais especificamente, nas formulações NPK, que são os adubos utilizados em larga escala) são nitrogênio, fósforo e potássio.

Declarado celeiro do mundo, o Brasil importa 92% do potássio e 50% do fosfato que consome.