Un equipo de investigadores ha publicado en la revista Chemical Geology un estudio titulado "pH-dependent uptake and secondary Phases Formation of rare earth elements (REE) on Kaolinite". Este trabajo, liderado por Hang Xu y colaboradores, explora cómo el pH influye en la movilidad y precipitación de elementos de tierras raras (REE) en presencia de caolinita y fosfatos durante procesos de meteorización química.
Metodología y técnicas empleadas
Los investigadores utilizaron técnicas avanzadas como la resonancia magnética nuclear (RMN) de estado sólido y la espectroscopía de absorción de rayos X con sincrotrón (XAS) para analizar el entorno de coordinación y los mecanismos de reacción de los REE en la superficie de la caolinita bajo diferentes condiciones de pH. Estas herramientas permitieron una comprensión detallada a nivel molecular de las interacciones entre los REE, los fosfatos y la caolinita.
Resultados clave del estudio
Los hallazgos indican que el pH determina la prevalencia de distintos procesos:
Coprecipitación en solución: a pH altamente ácido (aproximadamente 2), los REE y los fosfatos coprecipitan en la solución, formando fases secundarias.
Sorbción selectiva con precipitación superficial: en condiciones de pH moderadamente ácido (alrededor de 4), los fosfatos se adsorben preferentemente en la caolinita, facilitando la precipitación superficial de los REE.
Sorbción competitiva y complejación superficial: a pH cercano a neutro (aproximadamente 6), los REE y los fosfatos compiten por los sitios de sorción en la caolinita, formando complejos superficiales.
Además, se observó que el pH afecta significativamente la cristalinidad de los precipitados de fosfatos de tierras raras, influyendo en su estabilidad y movilidad en el entorno natural.
Relevancia para la interpretación de depósitos de REE
Este estudio, financiado por la National Science Foundation y con mediciones realizadas en el Georgia Tech Institute for Matter and Systems y en el National Synchrotron Light Source II, proporciona mecanismos relevantes para interpretar la formación y distribución de depósitos de REE asociados a perfiles de meteorización. Sin embargo, es importante destacar que se trata de una investigación geoquímica a nivel mecanicista y no demuestra por sí misma la existencia, ley ni viabilidad económica de un depósito minero específico.
Estos hallazgos subrayan la importancia de considerar el pH y la disponibilidad de ligandos como el fosfato al evaluar la movilidad y acumulación de REE en sistemas naturales, lo que podría tener implicaciones en la exploración y explotación de estos elementos críticos para tecnologías avanzadas y energías limpias.
