BR112013026251A2 - método de remoção de terras raras de espécies hidratadas e de hidroxila e composição - Google Patents

Abstract

MÉTODO DE REMOÇÃO DE TERRAS RARAS DE ESPÉCIES HIDRATADAS E DE HIDROXILA E COMPOSIÇÃO. Esta divulgação refere-se, de forma geral, aos métodos e aditivos contendo terras raras que removem materiais alvos sob a forma de hidróxidos, carbonatos, hidratos ou óxi-hidróxidos, carbonatos, hidratos ou óxi-hidroxilas de um meio líquido, normalmente aquoso.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "MÉTODO DE REMOÇÃO DE TERRAS RARAS DE ESPÉCIES HIDRATADAS E DE HI- DROXILA E COMPOSIÇÃO".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS 5 O presente pedido é uma Continuação em parte 13/356.581 de- positada em 23 de janeiro de 2012, intitulada "Remoção de Terras Raras de Espécies Hidratadas e de Hidroxila" e reivindica os benefícios dos Pedidos Provisórios Nº de Série U.S. 61/474.902, com data de depósito 13 de abril de 2011, intitulado "Process for Treating Waters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals"; 61/475.155, com data de depósito 13 de abril de 2011, intitulado "Methods and Devices for Removing Oxyanions Using Reduction/Oxidation and Soluble and Insoluble Rare Earths"; 61/539.780, com data de depósito 27 de setembro de 2011, intit- ulado "Method for Removing Target Materials From a Fluid Streatm using Rare Earths and/or a Rare Earth-Containing Additive"; 61/553.809, com data de depósito 31 de outubro de 2011, intit- ulado "Process for Treating Waters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals"; 61/546.803, com data de depósito 13 de outubro de 2011, intitu- lado "Process Using Rare Earths to Remove Oxyhydrated Species From Aqueous Streams"; 61/614.427, com data de depósito 22 de março de 2012, intitula- do "Remoção de Terras Raras de Espécies Hidratadas e de Hidroxila"; 61/476.667, com data de depósito 18 de abril de 2011, 61/553.809, com data de depósito 31 de outubro de 2011, intitulado "Process for Treating Waters and Water Handling Systems UsingRare Earth Metals"; 61/558.887, com data de depósito 11 de novembro de 2011, in- titulado "Process for Treating Waters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals"; 61/564.132, com data de depósito 28 de novembro de 2011,

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "REMOÇÃO DE TERRAS RARAS DE ESPÉCIES HIDRATADAS E DE HIDROXILA".

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS O presente pedido é uma Continuação em parte 13/356.581 de- 5 positada em 23 de janeiro de 2012, intitulada "Remoção de Terras Raras de Espécies Hidratadas e de Hidroxila" e reivindica os benefícios dos Pedidos Provisórios Nº de Série U.S. 61/474.902, com data de depósito 13 de abril de 2011, intitulado "Process for Treating Waters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals"; 61/475.155, com data de depósito 13 de abril de 2011, intitulado "Methods and Devices for Removing Oxyanions Using Reduction/Oxidation and Soluble and Insoluble Rare Earths"; 61/539.780, com data de depósito 27 de setembro de 2011, intitulado "Method for Removing Target Materials From a Fluid Streatm using Rare Earths and/or a Rare Earth-Containing Additive"; 61/553.809, com data de depósito 31 de outubro de 2011, intitulado "Process for Treating Waters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals"; 61/546.803, com data de depósito 13 de outubro de 2011, intitu- lado "Process Using Rare Earths to Remove Oxyhydrated Species From A- queous Streams"; 61/614.427, com data de depósito 22 de março de 2012, intitula- do "Remoção de Terras Raras de Espécies Hidratadas e de Hidroxila"; 61/476.667, com data de depósito 18 de abril de 2011, 61/553.809, com data de depósito 31 de outubro de 2011, intitulado "Pro- cess for Treating Waters and Water Handling Systems UsingRare Earth Me- tals"; 61/558.887, com data de depósito 11 de novembro de 2011, intitulado "Process for Treating Waters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals"; 61/564.132, com data de depósito 28 de novembro de 2011,

intitulado "Process for Treating Waters and Water Handling Systems Using Rare Earth Metals"; 61/614.418, com data de depósito 22 de março de2012, intitula- do "Rare Earth Removal of Phosphorus-Containing Materials"; 5 61/613.883, com data de depósito 21 de março de 2012, intitula- do "Rare Earth Removal of Phosphorus-Containing Materials"; 61/613.857, com data de depósito 21 de março de 2012, intitula- da "Non-Metal Containing Oxyanion Removal From Waters Using Rare Ear- ths"; 61/538.634, com data de depósito 23 de setembro de 2011, inti- tulado "Rare Earth Contaminant Removal in Pools, Hot Tubs, and Spas"; cada um dos quais é incorporado na sua totalidade ao presente documento por esta referência.

É feita referência cruzada para o Pedido Provisório de Patente Nº de Série U.S.13/244.092 depositado 23 de setembro de 2011, intitulado "PROCESS FOR TREATING WATERS AND WATER HANDLING SYS- TEMS TO REMOVE SCALES AND REDUCE THE SCALING TENDENCY", com Nº de Registro Legal 6062-89-3, que é incorporado na sua totalidade ao presente documento por esta referência.

É feita referência cruzada para o Pedido Provisório de Patente Nº de Série 13/244.117 depositado em 23 de setembro de 2011, intitulado "PARTICULATE CERIUM DIOXIDE AND AN IN SITU METHOD FOR MA- KING AND USING THE SAME", com Nº de Registro Legal 6062-89-4, que é incorporado na sua totalidade ao presente documento por esta referência.

É feita referência cruzada para o Pedido Provisório de Patente Nº de Série 13/410.081 depositado em 2 de março de 2012, intitulado "CONTAMINANT REMOVAL FROM WATERS USING RARE EARTHS", com Nº de Registro Legal 6062-89-1, que é incorporado na sua totalidade ao presente documento por esta referência.

É feita referência cruzada para o Pedido Provisório de Patente Nº de Série 13/356.574 depositado em 23 de janeiro de 2012, intitulado "RARE EARTH REMOVAL OF PHOSPHORUS-CONTAINING MATERIALS",

com Nº de Registro Legal 6062-89-5, que é incorporado na sua totalidade ao presente documento por esta referência. É feita referência cruzada para o Pedido Provisório de Patente Nº de Série depositado em 28 de março de 2012, intitulado "NON-METAL- 5 CONTAINING OXYANION REMOVAL FROM WATERS USING RARE EAR- THS", com Nº de Registro Legal 6062-89-2, que é incorporado na sua totali- dade ao presente documento por esta referência. É feita referência cruzada para o Pedido Provisório de Patente Nº de Série depositado em 28 de março de 2012, intitulado "RARE EARTH REMOVAL OF PHOSPHORUS-CONTAINING MATERIALS", com Nº de Re- gistro Legal 6062-89-5-CIP, que é incorporado na sua totalidade ao presente documento por esta referência.

CAMPO DA INVENÇÃO A presente divulgação é relacionada geralmente à remoção de terras raras de espécies hidratadas e de hidroxila, mais particularmente à remoção de terras raras de espécies hidratadas e/ou de hidroxila contendo metal e metaloides.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Como os recursos de água doce são cada vez mais escassos, a qualidade da água está se tornando rapidamente uma das principais preo- cupações global. Além de altos níveis de poluição proveniente de fontes in- dustriais e municipais e a intrusão de água salgada em aquíferos de água doce, desinfetantes comumente utilizados em água potável, particularmente cloro livre (sob a forma de OC1/HOC1") e monocloramina (NH2C1), reagem com metais e metaloides para produzir produtos solúveis. Acredita-se, por exemplo, que a monocloramina reage com chumbo para produzir produtos solúveis de Pb(II), levando a níveis elevados de Pb na água potável. Várias tecnologias têm sido usadas para remover contaminantes de águas municipais, industriais e para fins recreativos. Exemplos de tais técnicas incluem adsorção em materiais com alta área de superfície, tais como alumina e carbono ativado, troca iônica com resinas de troca de ânion, coprecipitação e eletrodiálise. No entanto, a maioria das tecnologias para remoção de contaminantes é prejudicada pela dificuldade de remoção de contaminantes problemáticos, mais particularmente, a dificuldade de remo- ção de espécies contaminantes de metais e metaloides.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO 5 Estas e outras necessidades são abordadas pelas diversas mo- dalidades e configurações da presente divulgação. A presente divulgação é direcionada para o uso de composições contendo terras raras para remover diversos contaminantes, incluindo materiais alvo de metal e metaloides. Em uma modalidade, uma composição tem a fórmula: onde 0 < X < 8 e MS é um dos seguintes: M(H2O)(O)3(n-6), "M" é um metal ou metaloide tendo número atô- mico selecionado a partir do grupo constituído por 5, 13, 22-33, 40-52, 56, 72-84 e 88-94. O símbolo "n" é um número real < 8 e representa um estado de carga ou oxidação de "M". Em uma aplicação, a composição está em um meio ou meios lí- quidos, e o meio, os meios ou médio compreende um pH e Eh suficientes para favorecer MS como a espécie primária de M. Em uma aplicação, M é um ou mais de boro, vanádio, cromo, cádmio, antimônio, chumbo e bismuto. Em uma modalidade, um método estabelece contato, em um meio, entre um aditivo contendo terras raras e um material alvo de metal ou metaloide para remover o material alvo. O material alvo está na forma de hidróxido, carbonato, hidrato ou óxi-hidroxila como uma espécie primária.

Em uma modalidade, é fornecido um método que estabelece contato, em um meio, entre um aditivo contendo terras raras e um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide para remover um ou mais de um hidróxido, carbonato e/ou hidrato de metal ou metaloide. 5 O aditivo contendo terras raras pode ser solúvel em água ou in- solúvel em água. Em uma aplicação, o material do alvo tem número atômico sele- cionado a partir do grupo constituído por 5, 13, 22-33, 40-52, 56, 72-84 e 88-

94. Em uma aplicação, a etapa de contato compreende as subeta- pas: (a) a introdução, no meio, de um agente oxidante para oxidar uma espécie contendo um material alvo a uma espécie primária sob a forma de um ou mais de um hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e hidrato de metal ou metaloide, a espécie contendo o material alvo sendo diferente do hidróxi- do, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide; e (b) contato posterior, no meio, do aditivo contendo terras raras com o hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide para remover o hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide. Em uma aplicação, a etapa de contato compreende as subeta- pas: (a) a introdução, no meio, de um agente redutor para reduzir uma espécie contendo um material alvo compreendendo o metal ou metaloi- de a uma espécie primária na forma do hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide, a espécie contendo o material alvo sen- do diferente do hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide; e (b) contato posterior, no meio, do aditivo contendo terras raras com o hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide para remover o hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide.

Em uma aplicação, a etapa de contato compreende as subeta- pas: (a) a introdução, no meio, de uma base e/ou um equivalente de base para converter uma espécie contendo um material alvo compreenden- 5 do o metal ou o metaloide em uma espécie primária na forma do hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide, a espécie con- tendo o material alvo sendo diferente do hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide; e (b) contato posterior, no meio, do aditivo contendo terras raras com o hidróxido, carbonato, e/ou hidrato de metal ou metaloide para remover o hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide.

Em uma aplicação, a etapa de contato compreende as subeta- pas: (a) a introdução, no meio, de um ácido e/ou um equivalente de ácido para converter uma espécie contendo um material alvo compreenden- do o metal ou metaloide em uma espécie primária na forma do hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide, a espécie con- tendo o material alvo sendo diferente do hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide; e (b) contato posterior, no meio, do aditivo contendo terras raras com o hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide para remover o hidróxido, carbonato, óxi-hidroxila e/ou hidrato de metal ou metaloide.

A divulgação pode ter diversas vantagens.

Por exemplo, a com- posição contendo terras raras pode eficazmente remover um grande número de materiais de alvo, seja na forma de espécies dissolvidas ou não dissolvi- das.

Como ilustração, a composição pode remover chumbo e espécies de chumbo em várias formas, inclusive como um coloide, hidrato, carbonato, hidróxido e óxi-hidroxila.

O pH e/ou Eh pode ser ajustado para produzir uma espécie de material alvo primário selecionado, que é removida de forma mais eficaz pela composição de terras raras em comparação à remoção de terras raras de outras espécies de material alvo.

Níveis elevados de remo-

ção de materiais alvo selecionados, portanto, podem ser realizados.

Estas e outras vantagens serão aparentes com a divulgação.

Tal como aqui utilizado, o termo "uma" ou "umas" entidades se refere a uma ou mais dessa entidade.

Desta forma, os termos "um(a)" (ou 5 "um/umas"), "um(a) ou mais" e "pelo menos um(a)" podem ser usados sem distinção no presente documento.

Deve-se observar também que os termos "compreendendo", "incluindo" e "tendo" podem ser usados sem distinção. "Absorção" se refere à penetração de uma substância na estru- tura interna de outra substância, distinguindo-se da adsorção. "Adsorção" se refere à aderência de átomos, íons, moléculas, íons poliatômicos ou outras substâncias à superfície de outra substância, denominada adsorvente.

Normalmente, a força de atração para a adsorção pode ser sob a forma de uma ligação e/ou força, tais como ligações covalen- tes, ligações metálicas, ligação covalente coordenada, ligações iônicas, liga- ções de hidrogênio, forças eletrostáticas (por exemplo, forças de van der Waals e/ou de London) e similares. "Pelo menos um(a)", "um(a) ou mais", e "e/ou" são expressões abrangentes e não restritivas que funcionam de forma disjuntiva e conjunti- va.

Por exemplo, cada uma das expressões "pelo menos um(a) de A, B e C", "pelo menos um(a) de A, B, ou C", "um(a) ou mais de A, B e C", "um(a) ou mais de A, B, ou C" e "A, B, e/ou C" significa somente A, somente B, somen- te C, A juntamente com B, A juntamente com C, B juntamente com C, ou A juntamente com B e C.

O termo "água" se refere a qualquer fluxo aquoso.

A água pode ter origem em qualquer fluxo aquoso pode ser derivado de qual- quer fonte natural e/ou industrial.

Exemplos não restritivos de tais fluxos a- quosos e/ou águas são águas potáveis, águas para fins recreativos, águas derivadas de processos de fabricação, águas residuais, águas de piscina, águas termais, águas de refrigeração, águas de caldeira, águas de proces- so, águas municipais, águas de esgoto, águas agrícolas, águas subterrâ- neas, águas de usina, águas de remediação, água comistura e suas combi- nações.

Os termos "aglomerado" e "agregado" se referem a uma compo-

sição formada através do agrupamento de um ou mais materiais em uma massa.

Um "ligante" geralmente se refere a uma ou mais substâncias que ligam um material sendo aglomerado.

Ligantes são tipicamente sólidos, 5 semissólidos ou líquidos. >Exemplos não restritivos de ligantes são materiais poliméricos, alcatrão, piche, asfalto, cera, água de cimento, soluções, dis- persões, pós, silicatos, géis, óleos, álcoois, argilas, amido, silicatos, ácidos, melaço, cal, óleos lignossulfonatos, hidrocarbonetos, glicerina, estearato ou suas combinações.

O ligante pode ou não reagir quimicamente com o mate- rial sendo aglomerado.

Exemplos não restritivos de reações químicas inclu- em hidratação/desidratação, reações do íon de metal, reações de precipita- ção/gelificação e modificação na carga da superfície.

Um "carbonato" geralmente refere-se a um composto químico que contém o íon ou radical carbonato (CO32). A maioria dos carbonatos fa- miliares são sais que são formados pela reação de uma base inorgânica (por exemplo, um hidróxido de metal com ácido carbônico (H2CO3). Carbonatos normais são formados quando quantidades equivalentes de ácido e base reagem; bicarbonatos, também chamados ácidos carbonatos ou carbonatos de hidrogênio, se formam quando o ácido está presente em excesso.

Exem- plos de carbonatos incluem carbonato de sódio, (Na2CO3), bicarbonato de sódio (NaHCOs), e carbonato de potássio (K2CO3). O termo "esclarecimento" ou "esclarecer" se refere à remoção de sólidos suspensos e, possivelmente, coloidais por técnicas de decantação por gravidade.

O termo "coagulação" refere-se à desestabilização dos coloides através da neutralização das forças que mantêm os materiais coloidais sus- pensos.

Coagulantes catiônicos fornecem carga elétrica positiva para reduzir a carga negativa (potencial zeta) de coloides.

Os coloides, desse modo, for- mam partículas maiores (conhecidas como banquisas). O termo "composição" geralmente se refere a uma ou mais uni- dades químicas compostas por um ou mais átomos, como uma molécula, íon poliatômico, composto químico, complexo de coordenação, composto de coordenação e similares.

Como será apreciado, uma composição pode ser unida por vários tipos de ligações e/ou forças, tais como ligações covalentes, ligações metálicas, ligações de coordenação, ligações iônicas, ligações de hidrogênio, forças eletrostáticas (por exemplo, forças de van der Waal e for- 5 ças de London) e similares. "Espécies químicas" ou "espécies" são átomos, elementos, mo- léculas, fragmentos moleculares, íons, compostos e outras estruturas quími- cas. "Transformação química" refere-se ao processo em que pelo menos um material teve sua composição química transformada por uma re- ação química.

Uma "transformação química" difere de "uma transformação física". Uma transformação física se refere a um processo em que a compo- sição química não foi transformada quimicamente, mas uma propriedade física, como o tamanho ou forma, foi transformada.

O termo "contido dentro da água" geralmente se refere a materi- ais suspensos e/ou dissolvido dentro da água.

A água é normalmente um solvente para materiais dissolvidos e material solúvel em água.

Além disso, a água normalmente não é um solvente para materiais insolúveis e materiais insolúveis em água.

Materiais suspensos são substancialmente insolúveis em água e materiais dissolvidos são substancialmente solúveis em água.

Os materiais suspensos têm uma granulometria. "Desintoxicar" ou "desintoxicação" inclui a renderização de um material alvo, tal como material alvo químico e/ou biológico não tóxico ou não prejudicial a um organismo vivo, tal como, por exemplo, humanos ou outros animais.

O material do alvo pode se tornar não tóxico através da con- versão do material alvo em uma forma ou espécie não tóxica ou não nociva.

O termo "digerir" ou "digestão" refere-se à utilização de micror- ganismos, nomeadamente bactérias, para digerir materiais alvo.

Isto é co- mumente estabelecido através da mistura água fortemente contaminada com bactérias e oxigênio molecular.

O termo "desinfetar" ou "desinfecção" se refere ao uso de um agente antimicrobiano para matar ou inibir o crescimento de micro-

organismos, como bactérias, fungos, protozoários e vírus.

Agentes antimi- crobianos comuns incluem oxidantes, redutores, álcoois, aldeídos, halogê- nios, compostos fenólicos, compostos quaternários de amônia, prata, cobre, luz ultravioleta e outros materiais. 5 O termo "floculação" se refere a um processo usando um flocu- lante, que geralmente é um polímero, para formar uma ponte entre banqui- sas e ligar as partículas em grandes aglomerados ou amontoados.

A ponte ("bridging") ocorre quando os segmentos da cadeia de polímero adsorvem em diferentes partículas e ajuda partículas a se agregarem.

O termo "fluido" se refere a um líquido, gás ou ambos.

Um "halogênio" é um elemento metaloide do Grupo 17 Estilo IU- PAC (anteriormente: VII, VIIA) da tabela periódica, que inclui flúor (F), cloro (CI), bromo (Br), iodo (I) e ástato (At). O elemento 117 artificialmente criado, provisoriamente chamado pelo nome sistemático ununséptio, pode ser tam- bém um halogênio.

Um "composto haleto" é um composto tendo como uma parte do composto pelo menos um átomo de halogênio, e a outra parte do composto é um elemento ou radical que é menos eletronegativo (ou mais eletropositi- vo) do que o halogênio.

O composto haleto é tipicamente um composto fluo- reto, cloreto, brometo, iodeto ou astateto.

Muitos sais são haletos tendo um ânion haleto.

Um ânion haleto é um átomo de halogênio com uma carga ne- gativa.

Os ânions haleto são fluoreto (F-), cloreto (CI-), brometo (Br-), iodeto (I-) e astateto (At-). Uma "hidroxila" geralmente se refere a um grupo funcional quí- mico contendo um átomo de oxigênio ligado por uma ligação covalente a um átomo de hidrogênio.

Quando ele aparece em uma espécie química, o grupo hidroxila confere algumas das propriedades reativas e interativas da água (ionizabilidade, ligação de hidrogênio, etc.). Uma espécie química que con- tém um ou mais grupos hidroxila é geralmente referida como "espécie de hidroxila". A forma neutra do grupo hidroxila é um radical hidroxila.

A forma de ânion do grupo hidroxila (OFT) é denominada "um hidróxido" ou "ânion hidróxido".

O termo "espécie hidratada" geralmente refere-se a uma classe de compostos ou outras espécies contendo quimicamente combinado com água, seja ocorrendo como um sólido ou um componente fluido e seja ocor- rendo como um composto ou uma espécie carregada.

No caso de alguns 5 hidratos, como o carbonato de sódio, Na2CO3 - 10H2O, a água é vagamente retida e é facilmente perdida mediante aquecimento; em outros, como o áci- do sulfúrico, SO3-H2O, ou H2SO4, é fortemente retida como água de constitu- ição.

O termo "material inorgânico" geralmente se refere a um com- posto químico ou outra espécie que não é um material orgânico.

O termo "insolúvel" refere-se aos materiais que se destinam a ser e/ou se manter como sólidos na água.

Materiais insolúveis são capazes de ser mantidos em um dispositivo, como uma coluna, ou prontamente recu- perados de uma reação em batelada usando meios físicos, tais como a fil- tração.

Materiais insolúveis devem ser capazes de uma exposição prolonga- da à água, durante semanas ou meses, com pouca perda de massa.

Nor- malmente, uma pequena perda de massa se refere a menos de cerca de 5% em perda de massa do material insolúvel após uma exposição prolongada à água.

Um "íon" geralmente se refere a um átomo ou grupo de átomos tendo uma carga.

A carga do íon pode ser positiva ou negativa. "Carbonos orgânicos" ou "material orgânico" geralmente se refe- re a qualquer composto de carbono, exceto tais compostos binários como óxidos de carbono, os carbonetos, dissulfeto de carbono, etc.; tais compos- tos ternários como os cianetos metálicos, carbonilas metálicas, fosgênio, sulfeto de carbonila, etc.; e carbonatos de metal, tais como álcali e carbona- tos de metais alcalinos terrosos.

O termo "agente oxidante" geralmente refere-se a um ou ambos de uma substância química e o processo físico que transfere e/ou auxilia na remoção de um ou mais elétrons de uma substância.

A substância tendo um ou mais elétrons sendo removidos é oxidada.

No que diz respeito ao proces- so físico, o processo físico pode remover e/ou pode auxiliar na remoção de um ou mais elétrons da substância sendo oxidada.

Por exemplo, a substân- cia a ser oxidada pode ser oxidada por energia eletromagnética quando a interação da energia eletromagnética com a substância a ser oxidada é sufi- ciente para remover substancialmente um ou mais elétrons da substância. 5 Por outro lado, a interação da energia eletromagnética com a substância sendo oxidada pode não ser suficiente para remover um ou mais elétrons, mas pode ser suficiente para excitar os elétrons para o estado de energia mais alta, em que o elétron no estado excitado pode ser removido mais fa- cilmente por uma ou mais de uma substância química, energia térmica ou similares.

Os termos "oxiânion" e/ou "oxoânion" geralmente refere-se a compostos químicos aniônicos tendo uma carga negativa com uma fórmula genérica de AxO (onde A representa um elemento químico diferente de oxi- gênio, "O" representa o elemento oxigênio e x, y e z representam números reais). Nas modalidades tendo oxiânions como um contaminante químico, "A" representa metal, metaloide, e/ou elementos não metálicos.

Exemplos de oxiânion com base metálica incluem cromato, tungstato, molibdato, alumina- tos, zirconato, etc.

Exemplos de oxiânion com base metaloide incluem arse- nato, arsenito, antimonato, germanato, silicato, etc.

Exemplos de oxiânion com base não metálica incluem fosfato, selemato, sulfato, etc.

De preferên- cia, o oxiânion inclui oxiânions de elementos tendo número atômico de 7, 13 a 17, 22 a 26, 31 a 35, 40 a 42, 44, 45, 49 a 53, 72 a 75, 77, 78, 82, 83, 85, 88 e 92. Esses elementos incluem nitrogênio, alumínio, silício, fósforo, enxo- fre, cloro, titânio, vanádio, cromo, manganês, bário, arsênico, selênio, bromo, gálio, germânio, zircônio, nióbio, molibdênio, rutênio, ródio, índio, estanho, iodo, antimônio, telúrio, háfnio, tântalo, tungstênio, rênio, irídio, platina, chumbo, bismuto, ástato, rádio e urânio.

Os termos "espécies óxi" e/ou "espécie oxo" geralmente refere- se a compostos químicos catiônicos, aniônicos ou neutros com uma fórmula genérica de AxOy (onde A representa um elemento químico diferente de oxi- gênio, "O" representa o elemento oxigênio e x e y representam números re- ais). Nas modalidades tendo oxiânions como um contaminante químico, "A"

representa metal, metaloide, e/ou elementos não metálicos.

Um oxiânion ou um oxoânion é um tipo de espécie óxi ou espécie oxo.

O termo "polimento" refere-se a qualquer processo, tal como fil- tração, para remover material particulado pequeno (normalmente microscó- 5 pico) ou concentrações muito baixas de material alvo dissolvido da água.

Os termos "volume dos poros" e "tamanho dos poros", respecti- vamente, referem-se às determinações do volume dos poros e do tamanho dos porros através de qualquer conjunto de método de medida.

De preferên- cia, o tamanho dos poros e o volume de poros são determinados por qual- quer método de Barret - Joyner-Halenda adequado para determinar o volu- me e tamanho dos poros.

Além disso, pode ser apreciado que, como usados neste documento, tamanho dos poros e o diâmetro dos poros podem usados de forma intercambiável. "Precipitação" geralmente se refere à remoção de material alvo dissolvido sob a forma de uma composição de terras raras carregada de ma- terial alvo insolúvel.

A composição de terras raras carregada de material alvo pode compreender uma composição de cério (IV) carregada de alvo, uma composição de aditivo contendo terras raras carregada de alvo, uma compo- sição rara carregada de alvo compreendendo uma terra rara diferente de cério (IV), ou uma combinação destes.

Normalmente, a composição de ter- ras raras carregada de material alvo compreende uma composição de terras raras carregada de material alvo insolúvel.

Por exemplo, "precipitação" inclui processos, tais como adsorção e absorção do material alvo por uma ou mais da composição de cério (IV), do aditivo contendo terras raras, ou uma terra rara diferente de cério (IV). A composição carregada de material alvo pode compreender uma terra rara + 3, como o cério (III), lantânio (III) ou outros lantanídeos tendo um estado de oxidação +3. Uma "espécie principal" geralmente se refere às principais espé- cies em que um cátion está presente, sob um conjunto específico de condi- ções.

Embora geralmente aplicado aos cátions, o termo "espécie principal" pode ser negativamente carregado ou descarregado.

Um "radical" geralmente se refere a um átomo ou grupo de áto-

mos que são unidos em uma estrutura espacial particular e comumente par- ticipam de reações químicas como uma única unidade.

Um radical é mais geralmente um átomo, molécula ou íon (grupo de átomos é provavelmente ok) com um ou mais elétrons não pareados.

Um radical pode ter uma carga 5 líquida positiva ou negativa ou ser neutro. "Terras raras" se referem a um ou mais de ítrio, escândio, lantâ- nio, cério, praseodímio, neodímio, samário, európio, gadolínio, térbio, dispró- sio, hólmio, érbio, túlio, itérbio e lutécio.

Como será apreciado, lantânio, cé- rio, praseodímio, neodímio, samário, európio, gadolínio, térbio, disprósio, hólmio, érbio, túlio, itérbio e lutécio são conhecidos como lantanoides.

Os termos "terras raras", "composição contendo terras raras", "aditivo contendo terras raras" e "partículas contendo terras raras" se refe- rem às formas tanto no singular quanto no plural dos termos.

A título de e- xemplo, o termo "terra rara" se refere a uma única terra rara e/ou combina- ção ou mistura de terras raras e o termo "composição contendo terras raras" se refere a uma composição única, compreendendo uma única terra rara e/ou uma mistura de diferentes composições contendo terras raras contendo um ou mais terras raras e/ou uma composição única que contém uma ou mais terras raras.

Os termos "aditivo contendo terras raras" e "partículas contendo terras raras" são aditivos ou partículas que incluem uma composi- ção única compreendendo uma única terra rara e/ou uma mistura de diferen- tes composições contendo terras raras contendo um ou mais terras raras e/ou uma composição única que contém um ou mais terras raras.

O termo "composição de terras raras processadas" se refere não só para qualquer composição que contenha uma terra rara que não seja mineral contendo terras raras alteradas de forma não composicional.

Em outras palavras, con- forme usado aqui, "composição contendo terras raras processadas" exclui minerais contendo terras raras cominuídas que ocorrem naturalmente.

No entanto, como usado aqui "composição contendo terras raras processadas" inclui um mineral contendo terras raras, no qual uma ou ambas a composi- ção química e a estrutura química da parte do mineral contendo terras raras foi alterada em termos de composição.

Mais especificamente, uma bastnasi-

ta cominuída que ocorre naturalmente não seria considerada uma composi- ção contendo terras raras processadas e/ou aditivo contendo terras raras processadas.

Entretanto, uma bastnasita preparada sinteticamente ou uma composição contendo terras raras preparada através de uma transformação 5 química de uma bastnasita que ocorre naturalmente seria considerada uma composição contendo terras raras processadas e/ou aditivo contendo terras raras processadas.

Aditivo e/ou composição contendo terras raras e/ou ter- ras raras processadas não são, em uma aplicação, um mineral que ocorre naturalmente, e sim produzido sinteticamente.

Minerais contendo terras ra- ras que ocorrem naturalmente incluem bastnasita (um mineral de carbonato- flúor) e monazita.

Outros minerais contendo terras raras que ocorrem natu- ralmente incluem aeschinita, allanita, apatita, britolita, brockite, cerita, fluor- cerita, fluorita, gadolinita, parisita, stillwellite, sinchisita, titanita, xenótimo, zircão e zirconolita.

Minerais de urânio exemplares incluem uraninita (UO2), pechblenda (um óxido misto, geralmente UsOg), branerita (um complexo óxido de urânio, terras raras, ferro e titânio), cofinita (silicato de urânio), car- notita, autunita, davidita, gumita, torbernita e uranofano.

Em uma formula- ção, a composição contendo terras raras é substancialmente livre de um ou mais elementos no Grupo 1, 2, 4-15, ou 17 da Tabela Periódica, uma espé- cie radioativa, tais como o urânio, enxofre, selênio, telúrio e polônio.

O termo "agente redutor" ou "redutor" geralmente refere-se a um elemento ou composto que doa um ou mais elétrons para outra espécie ou agente que é reduzido.

No processo de redução, o agente redutor é oxidado e a outra espécie, que aceita um ou mais elétrons, é reduzida.

A terminologia "remoção", "remover" ou "removendo" inclui sor- ção, precipitação, conversão, desintoxicação, desativação, e/ou combinação destes de um material alvo contido em um sistema de gestão de água e/ou de água.

O termo "solúvel" refere-se a um material que prontamente se dissolve em um fluido, como água ou outro solvente.

Para os fins desta di- vulgação, prevê-se que a dissolução de um material solúvel necessariamen- te ocorreria em uma escala de tempo de minutos ao invés de dias.

Para que o material a ser considerado seja solúvel, é necessário que o materi- al/composição tenha uma solubilidade significativa no fluido tal que mais de cerca de 5 g do material irá dissolver-se em cerca de um litro do fluido e es- tar estável no fluido. 5 O termo "sorver" refere-se à adsorção, absorção ou adsorção e absorção.

O termo "suspensão" refere-se a uma mistura heterogênea de um sólido, normalmente na forma de substâncias particuladas dispersadas em um líquido.

Em suspensão, as substâncias particuladas sólidas estão sob a forma de uma fase descontínua dispersada em uma fase líquida contí- nua.

O termo "coloide" refere-se a uma suspensão de substâncias particula- das sólidas que normalmente não se separam da fase líquida contínua devi- do às forças gravitacionais.

Um "coloide" normalmente refere-se a um siste- ma tendo partículas finamente divididas que variam de cerca de 10 a 10.000 angstroms em tamanho, dispersada dentro de um meio contínuo.

Como u- sado adiante, os termos "suspensão" ou "coloide" serão usados indistinta- mente para se referir a um ou mais materiais dispersos e/ou suspensos em uma fase líquida contínua.

O termo "superfície" refere-se à área da superfície de um mate- rial e/ou substância determinada por qualquer método de medição de área de superfície adequado.

De preferência, a área de superfície é determinada por qualquer técnica de análise de Brunauer-Emmett-Teller (BET) adequada para a determinação da área específica de um material e/ou substância.

O termo "sistema de tratamento de água" refere-se a qualquer sistema contendo, transportando, manipulando, transformando fisicamente, processando quimicamente, processando mecanicamente, purificando, ge- rando e/ou formando a composição aquosa, tratando, misturando e/ou co- misturando a composição aquosa com uma ou mais outras águas e qualquer combinação destes.

Um "componente do sistema de tratamento de água" refere-se a uma ou mais operações da unidade e/ou peças de equipamento que proces- sam e/ou tratam a água (tais como um tanque de retenção, reator, purifica-

dor, recipiente ou unidade de tratamento, recipiente ou unidade de mistura, circuito de lavagem, recipiente de precipitação, recipiente ou unidade de se- paração, tanque ou recipiente de decantação, reservatório, bomba, aerador, torre de resfriamento, trocador de calor, válvula, caldeira, dispositivo de fil- 5 tração, separador de líquido sólido e/ou gás líquido, bocal, tender e simila- res), conduítes interligando as operações da unidade e/ou equipamentos (tais como tubulações, mangueiras, canais, aquedutos, valas e similares) e a água transportada pelos conduítes. Os componentes e conduítes de manipu- lação de água estão em comunicação fluida. Os termos "água" e "sistema de tratamento de água" serão usa- dos permutavelmente. Ou seja, o termo "água" pode ser utilizado para se referir a "um sistema de tratamento de água" e o termo "sistema de trata- mento de água" pode ser usado para se referir ao termo "água". O exposto acima é um resumo simplificado da divulgação para fornecer uma compreensão de alguns aspectos da divulgação. Este sumário não é uma visão nem exaustiva nem extensa da divulgação e suas várias modalidades. Não é pretendido identificar elementos chaves ou críticos da divulgação nem delimitar o âmbito da divulgação, e sim apresentar conceitos selecionados da divulgação de uma forma simplificada como uma introdução para a descrição mais detalhada apresentada abaixo. Como será apreciado, outras modalidades da divulgação são possíveis utilizando, individualmente ou em combinação, uma ou mais das características definidas adiante acima ou descritas em detalhe abaixo, metal ou metaloide tendo número atômico selecionando a partir do grupo constituído por 5, 13, 22-33, 40-52, 72-84 e 89-94

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS Os desenhos acompanhando o presente, que são incorporados a e constituem uma parte da especificação, ilustram modalidades da divul- gação e, juntamente com a descrição geral da divulgação dada acima e a descrição detalhada abaixo, servem para explicar os princípios da divulga- ção. A Figura 1 retrata um sistema e método de manipulação de água de acordo com uma modalidade; as Figuras 2A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de boro; as Figuras 3A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da 5 técnica sob condições especificadas para a espécie primária de alumínio; as Figuras 4A-D retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de tálio; as Figuras 5A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de vanádio; as Figuras 6A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de cromo; as Figuras 7A-F retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de manganês; as Figuras 8A-F retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de ferro; as Figuras 9A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de cobalto; as Figuras 10A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de níquel; as Figuras 11A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de cobre; as Figuras 12A-D retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de zinco; as Figuras 13A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de gálio; a Figura 14 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de germânio; as Figuras 15A-D retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de arsênico; as Figuras 16A-D retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de zircônio; as Figuras 17A-D retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de nióbio; as Figuras 18A-C retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de molibdênio; as Figuras 19A-F retratam diagramas de Pourbaix do estado da 5 técnica sob condições especificadas para a espécie primária de tecnécio; as Figuras 20A-D retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de rutênio; as Figuras 21A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de ródio; as Figuras 22A-C retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de paládio; as Figuras 23A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de prata; as Figuras 24A-C retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de cádmio; as Figuras 25A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de índio; as Figuras 26A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de estanho; as Figuras 27A-D retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de antimônio; a Figura 28 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de telúrio; a Figura 29 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de háfnio; a Figura 30 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de chumbo; as Figuras 31A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de tungstênio; as Figuras 32A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de rênio; a Figura 33 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni-

ca sob condições especificadas para a espécie primária de ósmio; a Figura 34 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de urânio; as Figuras 35A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da 5 técnica sob condições especificadas para a espécie primária de platina; as Figuras 36A-C retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de ouro; as Figuras 37A-D retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de mercúrio; as Figuras 38A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de chumbo; a Figura 39 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de chumbo; as Figuras 40A-C retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de bismuto; as Figuras 41A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de Polônio; as Figuras 42A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de actínio; as Figuras 43A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de tório; as Figuras 44A-B retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de protactínio; as Figuras 45A-G retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de urânio; as Figuras 46A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de neptúnio; as Figuras 47A-F retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de plutônio; a Figura 48 é um gráfico de capacidade carga (mg/g) (eixo verti- cal) versus concentração de arsênico (g/L) (eixo horizontal); a Figura 49 é um gráfico de concentração final de arsênico

(mg/L) (eixo vertical) versus razão molar entre cério: arsênico (eixo horizon- tal); a Figura 50 é um gráfico de concentração final de arsênico (mg/L) (eixo vertical) versus razão molar entre cério e arsênico (eixo horizon- 5 tal); a Figura 51 é uma série de padrões XRD para precipitados for- mados a partir da adição de soluções Ce (III) ou Ce (IV) a soluções de sulfe- to-arsenito e soluções de sulfato-arsenato; a Figura 52 é um gráfico de arsênico sequestrado (micromols) (eixo vertical) e cério adicionado (micromols) (eixo horizontal); a Figura 53 é uma série de padrões XRD exibindo as diferenças estruturais entre gasparita (CeAsO4) e a nova fase trigonal de CeAsO4 · (Η2O)X; a Figura 54 é uma série de padrões XRD exibindo as diferenças estruturais entre trigonal CeAsO4 · (Η2O)X (experimental), trigonal CeAsO4 · (Η2O)X (simulada) e trigonal BiPO4 · (Η2O)0.67 (simulada); a Figura 55 é um gráfico da capacidade de arsênico (mg As/g CeO2) contra várias composições de solução; a Figura 56 é um gráfico da concentração (ppb) de arsênico (V) contra volumes do leito tratados; a Figura 57 é um gráfico de mg As/g CeO2 (eixo vertical) contra condições de solução de teste (eixo horizontal); a Figura 58 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de bismuto; a Figura 59 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de alumínio; a Figura 60 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de cobalto; a Figura 61 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de cromo; a Figura 62 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de manganês;

a Figura 63 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de cobre; a Figura 64 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de zircônio; 5 a Figura 65 retrata um diagrama de Pourbaix do estado da técni- ca sob condições especificadas para a espécie primária de zinco; as Figuras 66 A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de bário; e as Figuras 67. A-E retratam diagramas de Pourbaix do estado da técnica sob condições especificadas para a espécie primária de rádio.

DESCRIÇÃO DETALHADA Visão Geral Conforme ilustrado pela figura 1, a presente divulgação é dire- cionada para remoção de e/ou desintoxicação de água, um sistema de tra- tamento de água, ou meio aquoso ou outros meios aquosos, de um material alvo ou espécies contendo material alvo, como um poluente ou contaminan- te, por uma composição, aditivo ou partícula contendo terras raras. De prefe- rência, a composição, aditivo ou partícula contendo terras raras é uma com- posição, aditivo ou partícula contendo terras raras processada. Em algumas modalidades, o material alvo ou espécies contendo material alvo são remo- vidas e/ou desintoxicadas através da formação de uma composição conten- do terras raras carregadas de material alvo compreendendo o material alvo, espécies contendo material alvo ou derivados destes. O material alvo é um ou mais de uma espécie óxi inorgânicas (exceto um oxiânion), uma espécie hidroxila, que pode incluir um íon hidróxido ou radical hidroxila, uma espécie hidratada ou uma combinação destes. A composição contendo terras raras pode ser solúvel ou insolúvel e comumente é cério, um composto que con- tém cério, lantânio, um composto que contém lantânio ou uma mistura des- tes. Uma composição contendo terras raras mais comum é o óxido de cério (IV), óxido de cério (III), um sal de cério (IV), um sal de cério (III), óxido de lantânio (III), um sal de lantânio (III) ou uma mistura destes. A composição de terras raras carregadas de material alvo é composta por um ou mais do material alvo e/ou espécies deste ou uma parte do material alvo e/ou espé- cies deste.

Aditivo Contendo Terras Raras A composição, aditivo e/ou partículas contendo terras raras po- 5 dem ser solúveis em água, insolúveis em água, uma combinação de compo- sições, aditivos e/ou partículas contendo terras raras solúveis em água e/ou insolúveis em água, uma composição, aditivo, e/ou partículas contendo ter- ras raras parcialmente solúveis em água, e/ou uma composição, aditivo e/ou partículas contendo terras raras parcialmente insolúveis em água.

Comumente, a composição, o aditivo e/ou as partículas conten- do terras raras compreendem cério, sob a forma de um composto contendo cério e/ou forma iônica de cério dissociada, lantânio, sob a forma de um composto que contém lantânio e/ou forma iônica de lantânio dissociada, ou uma mistura destes.

Composição, aditivos e partículas contendo terras raras mais comum são óxidos de cério (IV), óxidos de cério (III), sais de cério (IV), sais de cério (III), óxidos de lantânio (III), sais de lantânio (III), ou misturas e/ou combinações destes.

A composição, o aditivo e/ou as partículas contendo terras raras podem conter uma ou mais terras raras e estar em qualquer forma adequa- da, como um pó fluido, uma formulação líquida ou qualquer outra forma.

E- xemplos de composição, aditivo, e/ou partículas contendo terras raras inclu- em óxidos de cério (III), óxidos de cério (IV), sais (IV) céricos (como cloreto cérico, brometo cérico, iodeto cérico, sulfato cérico, nitrato cérico, clorato cérico e oxalato cérico), sais de cério (III) (por exemplo, cloreto de cério, brometo de cério, iodeto de cério, sulfato de cério, nitrato de cério, clorato de cério, cloreto de cério e oxalato de cério), óxidos de lantânio (III), sais de lan- tânio (III) (tais como o cloreto de lantânio, brometo de lantânio, iodeto de lan- tânio, clorato de lantânio, sulfato de lantânio, oxalato de lantânio e nitrato de lantânio) e suas misturas.

A terra rara e/ou a composição contendo terras raras no aditivo contendo terras raras pode ser terras raras em formas elementares, iônicas ou compostas.

A terra rara e/ou composição contendo terras raras pode es-

tar contida em um fluido, como água, ou na forma de nano partículas, partí- culas maiores do que as nano partículas, aglomerados, ou agregados ou suas combinações e/ou misturas.

A terra rara e/ou composição contendo terras raras pode ser suportada ou não suportada.

A terra rara e/ou compo- 5 sição contendo terras raras pode abranger uma ou mais terras raras.

As ter- ras raras podem ter valência e/ou números e/ou estados de oxidação iguais ou diferentes.

As terras raras podem ser uma mistura de diferentes terras raras, tais como dois ou mais de ítrio, escândio, cério, lantânio, praseodímio e neodímio.

A terra rara e/ou a composição contendo terras raras é, em uma aplicação, uma composição contendo terras raras processada e não inclui, ou é substancialmente livre de, um mineral que ocorre naturalmente e/ou mineral derivado.

Em uma formulação, a terra rara e/ou composição conten- do terras raras é substancialmente livre de um ou mais elementos no Grupo 1, 2, 4-15, ou 17 da Tabela Periódica, e é substancialmente livre de uma es- pécie radioativa, tais como o urânio, enxofre, selênio, telúrio e polônio.

Em algumas formulações, a composição contendo terras raras compreende uma ou mais terras raras.

Apesar de não querer ser limitada, por exemplo, a composição contendo terras raras pode compreender uma primeira terra rara e uma segunda terra rara.

A primeira e a segunda terras raras podem ter os mesmos ou diferentes números atômicos.

Em algumas formulações, a primeira terra rara compreende cério (III) e a segunda terra rara compreende uma terra rara diferente de cério (III). A terra rara diferente de cério (III) pode ser uma ou mais terras raras trivalentes, cério (IV) ou qualquer outra rara além de cério trivalente.

Por exemplo, uma mistura de composições contendo terras raras pode compreender uma primeira terra rara tendo um estado de oxidação +3 e uma segunda terra rara tendo um estado de oxidação +4. Em algumas modalidades, a primeira e a segunda terras raras são as mesmas e compreendem cério.

Mais especificamente, a primeira terra rara compreende cério (III) e a segunda terra rara compreende cério (IV). De preferência, o cério está principalmente sob a forma de um sal de cério (III) solúvel em água, com o restante cério presente como óxido de cério, uma composição de cério substancialmente insolúvel água.

Em uma formulação, o cério está principalmente sob a forma de óxido de cério (IV) enquanto o restante cério está presente como um sal de cério (III) dissociado.

Para composições contendo terras raras tendo uma 5 mistura de estados de oxidação +3 e +4 comumente pelo menos parte da terra rara tem um estado de oxidação +4, mais comumente pelo menos a maioria da terra rara tem um estado de oxidação +4, mais comumente pelo menos cerca de 75% em peso da terra rara tem um estado de oxidação +4, ainda mais comumente pelo menos cerca de 90% em peso da terra rara tem um estado de oxidação +4, e ainda mais comumente pelo menos cerca de 98% em peso da terra rara tem um estado de oxidação +4. A composição contendo terras raras comumente inclui pelo menos aproximadamente 1 ppm, mais comumente pelo menos cerca de 10 ppm e ainda mais comumen- te pelo menos cerca de 100 ppm de um sal de cério (III). Enquanto em al- gumas modalidades a composição contendo terras raras inclui pelo menos cerca de 0,0001% em peso de sal de cério (III), de preferência pelo menos cerca de 0,001% em peso de sal de cério (III) e até ainda mais preferencial- mente pelo menos cerca de 0,01% em peso de sal de cério (III) calculado como óxido de cério.

Além disso, em algumas modalidades, a composição contendo terras raras geralmente tem pelo menos cerca de 20.000 ppm de cério (IV), mais comumente pelo menos cerca de 100.000 ppm de cério (IV) e ainda mais comumente pelo menos cerca de 250.000 ppm de cério (IV). Em algumas formulações, a razão molar entre cério (IV) e cério (III) é de cerca de 1 para cerca de 1X10-6, mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-5, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-4, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-3, ainda mais comu- mente cerca de 1 para cerca de 1X10-2, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-1, ou ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1. Além disso, em algumas formulações a razão molar entre cério (III) e cério (IV) é de cerca de 1 para cerca de 1X10-6, mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-5, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-4, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-3, ainda mais comu-

mente cerca de 1 para cerca de 1X10-2, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-1, ou ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1. Ademais, estas razões molares se aplicam a quaisquer combinações das formas solúveis e insolúveis de Ce(III) e formas solúveis e insolúveis de 5 Ce(IV). Em uma formulação, o cério está principalmente sob a forma de um cério (III) dissociado, com o restante cério presente como um óxido de cério (IV). Para composições contendo terras raras tendo uma mistura de estados de oxidação +3 e +4 comumente pelo menos parte da terra rara tem um estado de oxidação +3, mais comumente pelo menos a maioria da terra rara tem um estado de oxidação +3, mais comumente pelo menos cerca de 75% em peso da terra rara tem um estado de oxidação +3, ainda mais co- mumente pelo menos cerca de 90% em peso da terra rara tem um estado de oxidação +3, e ainda mais comumente pelo menos cerca de 98% em peso da terra rara tem um estado de oxidação +3. A composição contendo terras raras comumente inclui pelo menos aproximadamente 1 ppm, mais comu- mente pelo menos cerca de 10 ppm e ainda mais comumente pelo menos cerca de 100 ppm de um óxido de cério (IV). Enquanto em algumas modali- dades a composição contendo terras raras inclui pelo menos cerca de 0,0001% em peso de cério (IV), de preferência pelo menos cerca de 0,001% em peso de cério (IV) e até ainda mais preferencialmente pelo menos cerca de 0,01% em peso de cério (IV) calculado como óxido de cério.

Além disso, em algumas modalidades, a composição contendo terras raras geralmente tem pelo menos cerca de 20.000 ppm de cério (III), mais comumente pelo menos cerca de 100.000 ppm de cério (III) e ainda mais comumente pelo menos cerca de 250.000 ppm de cério (III). Em algumas formulações, a razão molar entre cério (III) e cério (IV) é de cerca de 1 para cerca de 1X10-6, mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-5, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-4, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-3, ainda mais comu- mente cerca de 1 para cerca de 1X10-2, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-1, ou ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1.

Além disso, em algumas formulações a razão molar entre cério (IV) e cério (III) é de cerca de 1 para cerca de 1X10-6, mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-5, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10"4, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-3, ainda mais comu- 5 mente cerca de 1 para cerca de 1X10-2, ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1X10-1, ou ainda mais comumente cerca de 1 para cerca de 1. Ademais, estas razões molares se aplicam a quaisquer combinações das formas solúveis e insolúveis de Ce(III) e formas solúveis e insolúveis de Ce(IV). Ter uma mistura de cério +3 e +4, de preferência sob a forma de um sal de cério (III) dissociado e uma composição de cério (IV), pode ser vantajoso.

De preferência, exemplos não restritivos de composições de cério (IV) são: dióxido de cério (IV), óxido de cério (IV), óxi-hidróxidos de cério (IV), hidróxido de cério (IV) e o óxido de cério (IV) hidratado.

Por exemplo, ter cério (III) dissociado oferece a possibilidade de tirar proveito dos compos- tos de precipitação e/ou sorção da solução de cério (III), tais como, mas não se limitando a, a formação de composições do oxiânion de cério insolúveis.

Além disso, ter uma composição de cério (IV) apresenta, fornece a oportuni- dade de tirar proveito de compostos de oxidação/redução e sorção de cério (IV), tais como, a interação forte de cério (IV) com composições como espé- cies contendo material alvo de metal e/ou metaloide.

Comumente, cério (IV) é também referido como cério (+4) e/ou cérico.

Em uma formulação, a composição de terras raras compreende uma composição de terras raras solúvel em água tendo um estado de oxida- ção +3. Exemplos não restritivos de composições de terras raras solúveis em água adequadas incluem cloretos de terras raras, brometos de terras raras, iodetos de terras raras, astatetos de terras raras, nitratos de terras raras, sulfatos de terras raras, oxalatos de terras raras, percloratos de terras raras, carbonatos de terras raras e suas misturas.

Em uma formulação, aditi- vo contendo terras raras inclui cério (III) solúvel em água e composições de lantânio (III). Em algumas aplicações, a composição de cério solúvel em á- gua compreende cloreto de cério (III), CeCl3. Comumente, cério (III) é tam-

bém referido como cério (+3) e/ou cérico.

Mais de preferência, a composição de terras raras compreende uma composição de cério +3 solúvel em água.

Exemplos não restritivos de composições de cério +3 solúveis em água adequadas são cloreto de cério 5 (III), nitrato de cério (III), sulfato de cério (III), oxalato de cério (III) e uma mis- tura destes.

Em algumas formulações, a composição de cério (III) solúvel em água pode compreender, além de cério, uma ou mais diferentes terras raras solúveis em água.

As terras raras diferentes de cério incluem ítrio, escândio, lantânio, praseodímio, neodímio, samário, európio, gadolínio, térbio, dispró- sio, hólmio, érbio, túlio, itérbio e lutécio.

As outras terras raras podem ser solúveis em água ou não.

Em algumas formulações, o aditivo contendo cério solúvel em água contém cério (III) solúvel em água e uma ou mais diferentes terras ra- ras trivalentes solúveis em água (tais como, mas não limitado a, um ou mais de lantânio, neodímio, praseodímio e samário). A razão molar entre cério (III) e as outras terras raras trivalentes é geralmente pelo menos cerca de 1: 1, mais comumente pelo menos cerca 10: 1, mais comumente pelo menos cer- ca de 15: 1, mais comumente pelo menos cerca de 20: 1, mais comumente pelo menos cerca de : 1, mais comumente pelo menos cerca de 30: 1, mais comumente pelo menos cerca de 35: 1, mais comumente pelo menos cerca de 40: 1, mais comumente pelo menos cerca de 45:1 e mais comumente pelo menos cerca de 50: 1. Em algumas formulações, o aditivo contendo cério solúvel em água contém cério (III) e um ou mais de lantânio, neodímio, praseodímio e samário solúvel em água.

O aditivo contendo terras raras solúvel em água comumente inclui pelo menos cerca de 0,01% em peso de um ou mais de lantânio, neodímio, praseodímio e samário.

O aditivo contendo terras raras solúvel em água comumente tem em uma base seca não mais de cerca de 10% em peso de La, mais comumente não mais de cerca de 9% em peso de La, ainda mais comumente não mais de cerca de 8% em peso de La, ainda mais comumente não mais de cerca de 7% em peso de La, ainda mais co-

mumente não mais de cerca de 6% em peso de La, ainda mais comumente não mais de cerca de 5% em peso de La, ainda mais comumente não mais de cerca de 4% em peso de La, ainda mais comumente não mais de cerca de 3% em peso de La, ainda mais comumente não mais de cerca de 2% em 5 peso de La, ainda mais comumente não mais de cerca de 1% em peso de La, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,5% em peso de La e a- inda mais comumente não mais de cerca de 0,1% em peso de La.

O aditivo contendo terras raras solúvel em água comumente tem em uma base seca não mais de cerca de 8% em peso de Nd, mais comumente não mais de cerca de 7% em peso de Nd, ainda mais comumente não mais de cerca de 6% em peso de Nd, ainda mais comumente não mais de cerca de 5% em peso de Nd, ainda mais comumente não mais de cerca de 4% em peso de Nd, ainda mais comumente não mais de cerca de 3% em peso de Nd, ainda mais comumente não mais de cerca de 2% em peso de Nd, ainda mais co- mumente não mais de cerca de 1% em peso de Nd, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,5 % em peso de Nd e ainda mais comumente não mais de cerca de 0,1% em peso de Nd.

O aditivo contendo terras raras solú- vel em água tem comumente em uma base seca não mais de cerca de 5% em peso de Pr, mais comumente não mais de cerca de 4% em peso de Pr, ainda mais comumente não mais de cerca de 3% em peso de Pr, ainda mais comumente não mais de cerca de 2,5% em peso de Pr, ainda mais comu- mente não mais de cerca de 2,0% em peso de Pr, ainda mais comumente não mais de cerca de 1,5% em peso de Pr, ainda mais comumente não mais de cerca de 1,0% em peso de Pr, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,5% em peso de Pr, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,4% em peso de Pr, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,3% em peso de Pr, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,2% em peso de Pr e ainda mais comumente não mais de cerca de 0,1% em peso de Pr.

O aditivo contendo terras raras solúvel em água comumente tem em uma base seca não mais de cerca de 3% em peso de Sm, mais comumente não mais de cerca de 2,5% em peso de Sm, ainda mais comumente não mais de cerca de 2,0% em peso de Sm, ainda mais comumente não mais de cerca de 1,5%

em peso de Sm, ainda mais comumente não mais de cerca de 1,0% em pe- so de Sm, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,5% em peso de Sm, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,4% em peso de Sm, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,3% em peso de Sm, ainda 5 mais comumente não mais de cerca de 0,2% em peso de Sm, ainda mais comumente não mais de cerca de 0,1% em peso de Sm, ainda mais comu- mente não mais de cerca de 0,05% em peso de Sm e ainda mais comumen- te não mais de cerca de 0,01% em peso de Sm Em algumas formulações, o aditivo contendo cério solúvel em água contém cério (III) solúvel em água e uma ou mais diferentes terras ra- ras trivalentes solúveis em água (tais como, mas não limitado a, um ou mais de lantânio, neodímio, praseodímio e samário). A razão molar entre cério (III) e as outras terras raras trivalentes é geralmente pelo menos cerca de 1: 1, mais comumente pelo menos cerca 10: 1, mais comumente pelo menos cer- ca de 15: 1, mais comumente pelo menos cerca de 20: 1, mais comumente pelo menos cerca de : 1, mais comumente pelo menos cerca de 30: 1, mais comumente pelo menos cerca de 35: 1, mais comumente pelo menos cerca de 40: 1, mais comumente pelo menos cerca de 45: 1 e mais comumente pelo menos cerca de 50: 1. Em uma formulação, o aditivo contendo terras raras consiste es- sencialmente de um sal de cério (III) solúvel em água, como um cloreto de cério (III), brometo de cério (III), iodeto de cério (III), astateto de cério (III), per-halogenados de cério, carbonato de cério (III), nitrato de cério (III), sulfa- to de cério (III), oxalato de cério (III) e suas misturas.

A terra rara nesta for- mulação comumente é principalmente cério (III), mais comumente pelo me- nos cerca de 75% de mol do teor de terra rara do aditivo contendo terras raras é cério (III), ou seja, não mais do que cerca de 25% de mol do teor de terra rara do aditivo contendo terras raras compreende terras raras diferen- tes do cério (III). Até mais comumente, a terra rara nesta formulação comu- mente é principalmente pelo menos cerca de 80% de mol de cério (III), ainda mais comumente pelo menos cerca de 85% de mol de cério (III), ainda mais comumente pelo menos cerca de 90% de mol de cério (III) e ainda mais co-

mumente pelo menos cerca de 95% de mol de cério (III). A composição de terras raras pode compreender uma composi- ção insolúvel em água, tais como um óxido, óxi-hidróxido, e/ou óxido hidra- tado de terras raras insolúvel em água.

A composição de terras raras insolú- 5 vel pode estar sob a forma de uma dispersão, a suspensão ou a suspensão de substâncias particuladas de terras raras.

As substâncias particuladas de terras raras podem ter uma granulometria média variando entre o sub mí- cron, mícron ou maior do que mícron.

A composição de terras raras insolúvel pode ter uma área de superfície de pelo menos cerca de 1 m2/g.

Comumen- te, a terra rara insolúvel tem uma área de superfície de pelo menos cerca de 70 m2/g.

Em outra formulação, a composição de terras raras insolúvel pode ter uma área de superfície de cerca de 25 m2/g até cerca de 500 m2/g.

Em algumas formulações, a composição de terras raras pode ser aglomerada.

Comumente, a composição de terras raras pode estar na forma de aglomerado, o aglomerado compreendendo um ligante polimérico e composição contendo terras raras.

Em uma formulação, o aditivo contendo terras raras compreende uma terra rara e/ou composição contendo terras raras compreendendo pelo menos algum cério (IV) insolúvel em água e cério (III) solúvel em água e/ou lantânio (III). A terra rara e/ou composição contendo terras raras compreen- de pelo menos algum cério (III) solúvel em água, normalmente sob a forma de um sal de cério (III) solúvel em água.

Comumente, o aditivo contendo ter- ras raras compreende mais de cerca de 1% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, mais comumente mais de cerca de 5% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais comumente mais de cerca de 10% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais comumente mais de cerca de 20% em peso de uma com- posição de cério (III) solúvel em água, ainda mais comumente mais de cerca de 30% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ou ain- da mais comumente mais de cerca de 40% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água.

Em conformidade com algumas formulações, o aditivo contendo terras raras normalmente compreende mais de cerca de 50% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, mais tipicamente o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 60% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais tipicamente o aditivo 5 contendo terras raras compreende mais de cerca de 65% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, no entanto, ainda mais tipicamen- te o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 70% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais tipica- mente o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 7% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais tipica- mente o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 80% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais tipica- mente o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 85% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais tipica- mente o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 90% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais tipica- mente o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 95% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais tipica- mente o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 98% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ainda mais tipica- mente o aditivo contendo terras raras compreende mais de cerca de 99% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água, ou ainda mais tipi- camente compreende cerca de 100% em peso de uma composição de cério (III) solúvel em água.

Em algumas formulações, o aditivo contendo terras raras com- preende um ou mais materiais que contêm nitrogênio.

Um ou mais materiais que contêm nitrogênio, comumente, compreendem um ou mais de amônia, uma composição contendo amônio, uma amina primária, uma amina secun- dária, uma amina terciária, uma amida, uma amina cíclica, uma amida cícli- ca, uma amina policíclica, uma amida policíclica e suas combinações.

Os materiais contendo nitrogênio são normalmente menos de cerca de 1 ppm, menos de cerca de 5 ppm, menos de cerca de 10 ppm, menos de cerca de

25 ppm, menos de cerca de 50 ppm, menos de cerca de 100 ppm, menos de cerca de 200 ppm, menos de cerca de 500 ppm, menos de cerca de 750 ppm ou menos de cerca de 1000 ppm do aditivo contendo terras raras solú- vel em água.

Comumente, o aditivo contendo terras raras compreende um 5 cério (III) solúvel em água e/ou composição de lantânio (III). Mais comumen- te, o aditivo contendo terras raras compreende cloreto de cério (III). O aditivo contendo terras raras normalmente é dissolvido em um líquido.

O líquido em que o aditivo contendo terras raras é dissolvido é, de preferência, água.

Em algumas formulações, o aditivo contendo terras raras está sob a forma de um ou mais dos: uma solução aquosa contendo formas subs- tancialmente dissociadas, dissolvidas de terras raras e/ou composições con- tendo terras raras; grânulos, pó, partículas e/ou materiais particulados fluidos de terras raras e/ou composições contendo terras raras contendo pelo me- nos um cério (III) solúvel em água; agregados de grânulos, pó, partículas e/ou materiais particulados fluidos de terras raras e/ou composições conten- do terras raras substancialmente livres de um ligante e contendo pelo menos um cério (III) solúvel em água; aglomerados de grânulos, pó, partículas e/ou materiais particulados fluidos compreendendo um ligante e terras raras e/ou composições contendo terras raras, um ou ambos em forma agregada e não agregada e que contenham pelo menos um cério (III) solúvel em água; terras raras e/ou composições contendo terras raras contendo pelo menos um cé- rio (III) solúvel em água e suportado em substrato; e suas combinações.

A respeito das formas de material particulado de composições contendo terras raras, as partículas, em uma formulação, podem ter uma granulometria de cerca de 1 nanômetro a cerca de 1000 nanômetros.

Em outra modalidade, as partículas podem ter granulometria inferior a 1 nanô- metro.

Em ainda outra modalidade, as partículas podem ter granulometria de cerca de 1 micrômetro a cerca de 1.000 micrômetros.

A respeito de terras raras e/ou composições contendo terras ra- ras suportadas em um substrato, substratos adequados podem incluir sóli- dos permeáveis porosos e fluidos tendo uma forma e dimensões físicas de- sejadas.

O substrato, por exemplo, pode ser uma cerâmica sinterizada, me-

tal sinterizado, carbono micro poroso, fibra de vidro, fibra celulósica, alumina, gama-alumina, alumina ativada, alumina acidificada, um óxido de metal con- tendo ânions lábeis, alumino-silicato cristalino como um zeólito, sílica- alumina amorfa, resina de troca iônica, argila, sulfato férrico, cerâmica poro- 5 sa e afins.

Tais substratos podem estar na forma de malha, tais como telas, tubos, estruturas alveolares, monólitos e blocos de várias formas, incluindo cilindros e toroides.

A estrutura do substrato irá variar dependendo da apli- cação.

Formas estruturais adequadas do substrato podem incluir um subs- trato tecido, substrato não tecido, membrana porosa, filtro, tecido, têxteis ou outra estrutura fluida permeável. o aditivo contendo erras raras pode ser in- corporado ou revestido em um bloco de filtro ou monólito para uso como um filtro, tal como um filtro do tipo cross-flow.

A terra rara e/ou aditivo contendo terras raras pode estar na forma de partículas revestidas por ou incorpora- dos no substrato.

Em algumas configurações, a terra rara e/ou aditivo con- tendo terras raras pode ser ionicamente substituído por cátions no substrato.

Normalmente, o substrato revestido por terras raras compreende pelo menos de cerca de 0,1% em peso, mais tipicamente de 1% em peso, mais tipica- mente pelo menos cerca de 5% em peso, mais tipicamente pelo menos cer- ca de 10% em peso, mais tipicamente pelo menos cerca de 15% em peso, mais tipicamente pelo menos cerca de 20% em peso, mais tipicamente pelo menos cerca de 25% em peso, mais tipicamente pelo menos cerca de 30% em peso, mais tipicamente pelo menos cerca de 35% em peso, mais tipica- mente pelo menos cerca de 40% em peso, mais tipicamente pelo menos cerca de 45% em peso e mais tipicamente pelo menos cerca de 50% em peso de terra rara e/ou composição contendo terras raras.

Normalmente, o substrato revestido por terras raras inclui não mais do que cerca de 95% em peso, mais tipicamente não mais do que cerca de 90% em peso, mais tipi- camente não mais do que cerca de 85% em peso, mais tipicamente não mais do que cerca de 80% em peso, mais tipicamente não mais de cerca de 75% em peso, mais tipicamente não mais do que cerca de 70% em peso e ainda mais tipicamente não mais do que cerca de 65 % em peso de terra rara e/ou composição contendo terras raras.

Em algumas formulações, o aditivo contendo terras raras inclui uma composição contendo terras raras suportada em, revestido por ou in- corporada a um substrato, de preferência a composição contendo terras ra- ras está sob a forma de materiais particulados. os materiais particulados 5 contendo terras raras podem, por exemplo, ser suportados ou revestidos pelo substrato com ou sem um ligante.

O ligante pode ser qualquer ligante apropriado, tais como os estabelecidos no presente.

Ainda sobre formulações compreendendo o aditivo contendo ter- ras raras compreendendo grânulos, pó, partículas e/ou materiais particula- dos aglomerados e/ou agregados contendo terras raras junto a ou sem um ligante, tais formulações comumente têm média, mediana ou P90 de granu- lometria de pelo menos cerca de 1 µm, mais comumente pelo menos cerca de 5 µm, mais comumente pelo menos cerca de 10 µm, ainda mais comu- mente pelo menos cerca de 25 µm.

Em algumas formulações, os aglomera- dos ou agregados contendo terras raras têm média, mediana ou P90 de dis- tribuição granulométrica de cerca de 100 a cerca de 5.000 mícrons; uma média, mediana ou P90 de distribuição granulométrica de cerca de 200 a cerca de 2.500 mícrons; uma média, mediana ou P90 de distribuição granu- lométrica de cerca de 250 a cerca de 2.500 mícrons; ou uma média, media- na ou P90 de distribuição granulométrica de cerca de 300 a cerca de 500 mí- crons.

Em outras formulações, os aglomerados e/ou agregados podem ter uma média, mediana ou P90 de distribuição granulométrica de pelo menos cerca de 100 nm, especificamente pelo menos cerca de 250 nm, mais espe- cificamente pelo menos cerca de 500 nm, ainda mais especificamente pelo menos cerca de 1 µm e ainda mais especificamente pelo menos cerca de 0,5 nm, a média, mediana ou P90 de distribuição granulométrica dos aglome- rados ou agregados pode ser até cerca de 1 mícron ou mais.

Além disso, os materiais particulados contendo terras raras, individualmente e/ou sob a for- ma de aglomerados e/ou agregados, podem ter, em alguns casos, uma área de superfície de pelo menos cerca de 5 m2g, em outros casos pelo menos cerca de 10 m2/g, em outros casos pelo menos cerca de 70 m2/g, em outros casos pelo menos cerca de 85 m2/g, em ainda em outros casos pelo menos cerca de 115 m2/g, em ainda outros casos pelo menos cerca de 125 m2/g, em ainda outros casos pelo menos cerca de 150 m2/g, em ainda outros ca- sos pelo menos 300 m2/g, e em ainda outros casos pelo menos cerca de 400 m2/g.

Em algumas configurações, os materiais particulados contendo terras 5 raras, individualmente e/ou na forma de aglomerados ou agregados, comu- mente podem ter uma área de superfície de cerca de 50 a cerca de 500 m2/g, ou mais comumente de cerca de 110 acerca de 250 m2/g.

Comumen- te, o aglomerado contendo terras raras inclui mais de 10,01% em peso, mais comumente mais de cerca de 85% em peso, mais comumente mais do que cerca de 90% em peso, ainda mais comumente mais de cerca de 92% em peso e ainda mais comumente cerca de 95% em peso acerca de 96,5% em peso de materiais particulados contendo terras raras, com o equilíbrio sendo principalmente o ligante.

Dito de outra maneira, o ligante pode ser menos de cerca de 15% em peso do aglomerado, em alguns casos menos de cerca de 10% em peso, em ainda outros casos menos de cerca de 8% em peso, em ainda outros casos menos de cerca de 5% em peso e em ainda outros casos menos de cerca de 3,5% em peso do aglomerado.

Em algumas formulações, materiais particulados contendo terras raras estão em forma de pó em tem domínios nanocristalinos agregados.

O ligante pode incluir um ou mais polí- meros selecionados do grupo constituído por polímeros termofixos, políme- ros termoplásticos, polímeros elastoméricos, polímeros celulósicos e vidros.

De preferência, o ligante compreende um polímero contendo fluorocarbono e/ou um polímero acrílico.

Em uma modalidade, a composição contendo terras raras está sob a forma de um coloide, suspensão ou suspensão de materiais particula- dos.

As substâncias particuladas comumente podem ter uma média, media- na e/ou P90 de granulometria de menos de cerca de 1 nanômetro, mais co- mumente uma média, mediana ou P90 de granulometria de cerca de 1 na- nômetro a cerca de 1.000 nanômetros, mais comumente uma média, media- na e/ou P90 de granulometria de cerca de 1 mícron a cerca de 1.000 mí- crons, ou até mesmo ainda mais comumente uma média, mediana e/ou P90 de granulometria de pelo menos cerca de 1.000 mícrons.

De preferência, as substâncias particuladas têm uma média, mediana e/ou P90 de granulometria de cerca de 0,1 a cerca de 1.000 nm, mais de preferência de cerca de 0,1 a cerca de 500 nm.

Ainda mais preferencialmente, as substâncias particuladas de cério (IV) tem uma média, mediana e/ou P90 de granulometria de cerca de 5 0,2 a cerca de 100 nm.

Em algumas modalidades, as substâncias particuladas podem ter uma média e/ou mediana da área de superfície de pelo menos cerca de 1 m2/g, de preferência uma média e/ou mediana da área de superfície de pelo menos cerca de 70 m2/g.

Em outras modalidades, as substâncias particula- das podem ter, de preferência, uma média e/ou mediana da área de superfí- cie de cerca de 25 m2/g a cerca de 500 m2/g e, mais preferencialmente, uma média e/ou mediana da área superfície de cerca de 100 a cerca de 250 m2/g.

Em algumas modalidades, as partículas podem estar sob a forma de um ou mais de um grânulo, cristal, cristalito e partícula.

Em uma aplicação, as substâncias particuladas compreendem cério (IV), geralmente como óxido de cério (IV). A porcentagem em peso (% em peso) do conteúdo de cério (IV) com base no conteúdo total de terras raras das substâncias particuladas de cério (IV) normalmente é pelo menos cerca de 50% em peso de cério (IV), mais tipicamente pelo menos cerca de 60% em peso de cério (IV), ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 70% em peso de cério (IV), ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 75% em peso de cério (IV), ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 80% em peso de cério (IV), ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 85% em peso de cério (IV), ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 90% em peso de cério (IV), ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 95% em peso de cério (IV) e ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 99% em peso de cério (IV). De preferência, a substância particulada de cério (IV) é substancialmente desprovida de terras raras além do cério (IV). Mais preferencialmente, a porcentagem em peso (% em peso) do conteúdo de cério (IV) com base no conteúdo total de terras raras das substâncias parti- culadas de cério (IV) é de cerca de 100% em peso de cério (IV) e compre- ende um ou mais de óxido de cério (IV), hidróxido de cério (IV), óxi-hidroxila de cério (IV), óxido hidratado de cério (IV), óxi-hidroxila hidratada de cério (IV), CeO2, e/ou Ce(IV)(O)w(OH)x(OH)y·zH2O, onde w, x e y podem ser zero ou um número real positivo.

O Meio (ou Meios) 104 5 O meio (ou meios) 104 pode(m) ser qualquer fluxo de fluido.

O fluxo de fluido pode ser derivado de qualquer fonte contendo um ou mais materiais alvo.

Comumente, o meio (ou meios) 104 é derivado de qualquer fonte aquosa contendo um ou mais materiais alvo.

Exemplos não restritivos de um meio (ou meios) 104 apropriado são águas para fins recreativos, á- guas municipais (por exemplo, águas de esgoto, residuais, agrícolas ou sub- terrâneas), águas residuais industriais (por exemplo, águas de refrigeração, caldeira ou processo), águas de poço, águas sépticas, águas potável, águas de ocorrência natural (como um lago, lagoa, reservatório, rio ou fluxo), e/ou outras águas e/ou fluxos de processo aquoso.

Exemplos não restritivos de águas para fins recreativos são á- guas de piscina, águas de piscina de água salgada, águas de piscina tera- pêutica, águas de piscina para mergulho, águas de sauna, águas termais e águas de banheira de hidromassagem.

Exemplos não restritivos de águas municipais são águas potáveis, águas para irrigação, águas de poço, águas para uso agrícola, águas para uso arquitetônico, águas de espelhos d'água, águas de fonte de água, águas de parede de água, uso, águas não potáveis para uso municipal e outras águas municipais não potáveis.

Águas residuais incluem, sem limitação, águas de escoamento municipal e/ou agrícolas, á- guas sépticas, águas formadas e/ou geradas durante um processo industrial e/ou de fabricação, águas formadas e/ou geradas por uma instalação médi- ca, águas associadas à mineração, produção mineral, recuperação e/ou pro- cessamento (incluindo petróleo), águas de lagoa de evaporação e águas não potáveis de descarte.

Águas de poço incluem, sem limitação, águas produzi- das a partir de um poço subterrâneo para fins de consumo humano, uso a- grícola (incluindo o consumo por um animal, a irrigação de culturas ou con- sumo por animais domesticados), águas contendo minerais, águas associa- das com a produção de petróleo e mineração.

Exemplos não restritivos de águas de ocorrência natural incluem águas associadas com chuvas, tempes- tades, córregos, rios, lagos, aquíferos, estuários, lagoas e afins.

O meio (ou meios) 104 é(são)) normalmente obtido(s) de uma ou mais das fontes acima e processado(s), transmitido(s) e/ou manipulado(s) 5 por um sistema de tratamento de água.

O meio (ou meios) pode ser princi- palmente a água em um sistema de tratamento de água.

A configuração e os componentes do sistema de tratamento de água podem variar dependendo do processo de tratamento, da água e da fonte de água.

Apesar de não querer limitar por meio de exemplo, sistemas de tratamento de água municipal e/ou residual tipicamente uma ou mais das seguintes unidades de processo: clarificação, desinfecção, coagulação, ae- ração, filtração, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento.

O número e a ordenação das unidades de processo podem variar.

Além disso, algumas unidades de processo podem ocorrer duas ou mais vezes dentro de um sistema de tratamento de água.

Pode ser apreciado que uma ou mais unidades de processo estão em comunicação fluida.

O sistema de tratamento de água pode ou não ter um clarifica- dor.

Alguns sistemas de tratamento de água podem ter mais de um clarifica- dor, tais como clarificadores primários e finais.

Clarificadores tipicamente reduzem a turvação da água através da remoção de matéria biológica (tais como bactérias e algas), produtos químicos suspensos e/ou dispersos e/ou substâncias particuladas da água.

Normalmente, um processo de clarifica- ção ocorre antes e/ou após um processo de filtração.

O sistema de tratamento de água pode ou não conter um pro- cesso de filtragem.

Normalmente, a sistema de tratamento de água contém pelo menos um processo de filtragem.

Exemplos não restritivos de proces- sos de filtragem comuns incluem, sem limitação, filtração por tela, filtração biológica, filtração de substâncias particuladas, filtração de areia, macro fil- tração, microfiltração, ultrafiltração, nanofiltração, osmose reversa, filtração por carvão/carvão ativado, filtração por meio duplo, filtração por gravidade e suas combinações.

Um processo de filtração ocorre geralmente antes e/ou depois de um processo de desinfecção.

Por exemplo, um processo de filtra-

ção para remover os resíduos sólidos, tais como matéria orgânica sólida e grãos da água normalmente precede o processo de desinfecção.

Eu algu- mas modalidades, um processo de filtração, como filtrações por carvão ati- vado e/ou areia segue o processo de desinfecção.

O processo de filtração 5 pós-desinfecção remove pelo menos parte do desinfetante químico restante na água tratada.

O sistema de tratamento de água pode ou não incluir um pro- cesso de desinfecção.

O processo de desinfecção pode incluir, sem limita- ção, tratamento do fluxo aquoso e/ou água com um ou mais de flúor, fluora- ção, cloro, cloração, bromo, bromação, iodo, iodação, ozônio, ozonização, irradiação eletromagnética, luz ultravioleta, raios gama, eletrólise, dióxido de cloro, hipoclorito, calor, ultrassom, ácido tricloroisocianúrico, sabões deter- gentes, álcoois, cloreto de bromo (BrCl), íon cúprico (Cu2+), prata, íon de prata (Ag+), permanganato, fenóis e suas combinações.

De preferência, o sistema de tratamento de água contém um processo de desinfecção único, mais preferencialmente, o sistema de tratamento de água contém dois ou mais processos de desinfecção.

O processo de desinfecção normalmente é fornecido para uma de pelo menos remover, matar e/ou desintoxicar material patogênico contido na água.

Normalmente, o material patogênico compreen- de contaminantes biológicos, nomeadamente contaminantes biológicos compreendendo os materiais alvo.

Em algumas modalidades, o processo de desinfecção converte a espécie de material alvo em uma espécie que pode ser removida e ou desintoxicada por composição, aditivo, e/ou partícula ou substância particulada contendo terras raras.

O sistema de tratamento de água pode ou não incluir coagula- ção. o sistema de tratamento de água pode conter um ou mais processos de coagulação.

Normalmente, o processo de coagulação inclui a adição de um floculante à água do sistema de tratamento da água.

Floculantes típicos in- cluem o sulfato de alumínio, polieletrólitos, polímeros, cal e cloreto férrico.

Os floculantes agregam a substância particulada suspensa e/ou dispersa em água, a substância particulada agregada constitui um coágulo.

O processo de coagulação pode ou não incluir a separação do coágulo da fase líquida.

Em algumas modalidades, coagulação pode compreender parte, ou todo o processo de clarificação.

Em outras modalidades, o processo de coagulação é separado e distinto do processo de clarificação.

Normalmente, o processo de coagulação ocorre antes do processo de desinfecção. 5 O sistema de tratamento de água pode ou não incluir aeração.

Dentro do sistema de tratamento de água, a aeração compreende passar um fluxo de ar e/ou oxigênio molecular através da água contida no sistema de tratamento da água.

O processo de aeração promove a oxidação dos con- taminantes contidos na água sendo processada pelo sistema de tratamento da água, de preferência a aeração promove a oxidação de contaminantes biológicos, tais como materiais alvo.

Em algumas modalidades, o processo de aeração converte a espécie de material alvo em uma espécie que pode ser removida e/ou desintoxicada por composição, aditivo, e/ou partícula ou substância particulada contendo terras raras.

O sistema de tratamento de água pode conter um ou mais processos de aeração.

Normalmente, o pro- cesso de desinfecção ocorre após o processo de aeração.

O sistema de tratamento da água pode ou não ter um ou mais de um aquecedor, um refrigerador e um trocador de calor para aquecer e/ou arrefecer a água que está sendo processada pelo sistema de tratamento da água.

O aquecedor pode ser qualquer método adequado para aquecimento da água.

Exemplos não restritivos dos processos de aquecimento adequa- dos são sistemas de aquecimento solar, sistemas de aquecimento eletro- magnético (tais como, aquecimento indutivo, aquecimento por micro-ondas e infravermelho), aquecedores de imersão e sistemas de aquecimento por transferência térmica (tais como, combustão, fluxo, óleo quente e afins, onde a fonte de aquecimento térmico tem uma temperatura mais elevada do que a água e transfere calor à água para elevar a temperatura da água). O troca- dor de calor pode ser qualquer processo que transfere a energia térmica pa- ra ou a partir da água.

O trocador de calor pode remover a energia térmica da água para esfriar e/ou diminuir a temperatura da água.

Ou, o trocador de calor pode transferir energia térmica para a água para aquecer e/ou aumen- tar a temperatura da água.

O resfriador pode ser qualquer método adequado para resfriar a água.

Exemplos não restritivos do processo de resfriamento adequado são processo de refrigeração, resfriadores evaporativos e siste- mas de refrigeração por transferência térmica (como, refrigeradores e tal onde a fonte térmica (refrigeração) tem uma temperatura mais baixa do que 5 a água e remove o calor da água para diminuir a temperatura da água). Qualquer um dos processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aera- ção, filtração, tratamento de lodo, digestão, controle de nutrientes, separa- ção sólido/líquido, e/ou de polidor podem incluir ainda antes, depois e/ou durante um ou dois de um processo de aquecimento e resfriamento.

Pode ser apreciado que um trocador de calor normalmente inclui pelo menos um processo de aquecimento e resfriamento.

O sistema de tratamento de água pode ou não incluir um pro- cesso de digestão.

Normalmente, o processo de digestão é um de um pro- cesso de digestão anaeróbia ou aeróbia.

Em algumas configurações, o pro- cesso de digestão pode incluir um de um processo de digestão anaeróbia ou aeróbia, seguido por outro dos processos de digestão anaeróbia ou aeróbia.

Por exemplo, tal configuração pode ser um processo de digestão aeróbica, seguido por um processo de digestão anaeróbia.

Comumente, o processo de digestão compreende micro-organismos que quebram o material biodegra- dável contido na água.

Em algumas modalidades, o material biodegradável inclui um material alvo.

Além disso, o processo de digestão converte a espé- cie de material alvo em uma espécie que pode ser removida e/ou desintoxi- cada por composição, aditivo, e/ou partícula ou substância particulada con- tendo terras raras.

A digestão anaeróbica de material biodegradável continua na ausência de oxigênio, enquanto a digestão aeróbia de material biodegra- dável continua na presença de oxigênio.

Em alguns sistemas de tratamento de água, o processo de digestão é normalmente referido como estágio bio- lógico / digestor ou digestor/etapa de tratamento biológico.

Além disso, em alguns sistemas, o processo de desinfecção compreende um processo de digestão.

O sistema de tratamento de água pode ou não incluir um pro- cesso de controle de nutrientes.

Além disso, o sistema de tratamento de á-

gua pode incluir um ou mais processos de controle de nutrientes.

O proces- so de controle de nutrientes normalmente inclui controle de fósforo e/ou ni- trogênio.

Além disso, controle de nitrogênio comumente pode incluir bacté- rias nitrificantes.

Normalmente, o controle de fósforo refere-se a controle de 5 fósforo biológico, de preferência controlando fósforo que pode ser usado como um nutriente para algas.

Controle de nutrientes normalmente inclui processos associados com o controle de substâncias de demanda de oxigê- nio, que incluem, além de nutrientes, agentes patogênicos e composições orgânicas sintéticas e inorgânicas.

O processo de controle de nutrientes po- de ocorrer antes ou após o processo de desinfecção.

Em algumas modali- dades, o processo de controle de nutrientes converte a espécie de material alvo em uma espécie que pode ser removida e/ou desintoxicada por compo- sição, aditivo, e/ou partícula ou substância particulada contendo terras raras.

O sistema de tratamento de água pode ou não incluir um pro- cesso de separação de sólido/líquido.

De preferência, o sistema de trata- mento de água inclui um ou mais processos de separação de sólido/líquido.

O processo de separação de sólido/líquido pode compreender qualquer pro- cesso de separação de uma fase sólida de uma fase líquida, como água.

Exemplos não restritivos dos processos de separação de líquido sólido a- propriado são clarificação (incluindo filtração biológica), filtração (como des- crito acima), filtração por vácuo e/ou pressão, ciclone (incluindo hidrociclo- nes), flutuação, sedimentação (incluindo sedimentação por gravidade), coa- gulação (como descrito acima), sedimentação (incluindo, entre outros, caixas de areia) e suas combinações.

O sistema de tratamento de água pode ou não incluir um polidor.

O processo de polimento pode incluir um ou mais de remoção das partículas finas da água, um processo de troca iônica para amaciar a água, um ajusta- mento do valor de pH da água, ou uma combinação destes.

Normalmente, o processo de polimento é após a etapa de desinfecção.

Enquanto o sistema de tratamento de água normalmente inclui um ou mais de um processo de clarificação, desinfecção, coagulação, area- ção, filtração, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento, o sis-

tema de tratamento de água pode incluir ainda equipamentos de processa- mento adicional.

Os equipamentos de processamento adicional incluem, sem limitação, tanques de retenção, reatores, purificadores, recipientes ou unidades de tratamento, recipientes ou unidades de mistura, circuitos de la- 5 vagem, recipientes de precipitação, recipientes ou unidades de separação, tanques ou recipientes de decantação, reservatórios, bombas, torres de res- friamento, trocadores de calor, válvulas, caldeiras, separadores de líquido e gás, bocais, tender e similares.

Além disso, o sistema de tratamento da água inclui conduíte(s) interligando as unidades de operação e/ou equipamentos de processamento adicional.

Os conduítes incluem, sem limitação, tubula- ção, mangueiras, canais, aquedutos, valas e afins.

A água é transportada de e para as operações da unidade e/ou equipamentos de processamento adi- cional pelo conduíte(s). Além disso, cada operação da unidade e/ou equipa- mento de processamento adicional está em comunicação fluida com as ou- tras operações da unidade e/ou equipamento de processamento adicional pelos conduítes.

O Material Alvo O meio aquoso que é tratado pela composição, aditivo e/ou par- tículas contendo terras raras pode conter um ou mais materiais alvo.

Uma ou mais espécies contendo material alvo podem incluir metais (diferentes de escândio, ítrio e lantanídeos), metaloides e/ou isótopos radioativos em várias formas.

Em alguns meios aquosos, as espécies contendo material alvo in- cluem, sem limitação, um metal hidratado (incluindo, sem limitação, metais alcalinos, metais alcalino-terrosos, actinídeos, metais de transição e metais pós-transição e excluindo escândio, ítrio e lantanídeos), metaloide, e/ou isó- topo radioativo, uma espécie óxi de metal hidratado, metaloide ou isótopo radioativo sob a forma de um ânion, cátion, ou sem uma carga líquida (por exemplo, MaOxn+ ou MaOx0 onde 0 < a < 4, 0 < x < 4 e 0 < n < 6), um metal, metaloide ou carbonato de isótopo radioativo carregado positivamente, ne- gativamente, ou descarregado (por exemplo, Mc(CO3)y onde 0 < c < 4 e 0 < y < 4), ou um metal, metaloide ou espécie de hidroxila de isótopo radioativo carregada positivamente, negativamente, ou descarregada (particularmente um hidróxido de metal ou metaloide (por exemplo, M(OH)z onde 0 < z < 8)), uma espécie de óxi-hidroxila metal, metaloide ou de isótopo radioativo e su- as misturas.

As espécies contendo material alvo podem estar sob a forma de um sólido, uma espécie dissolvida ou uma suspensão. 5 Em algumas modalidades, a composição contendo terras raras remove espécie aniônica, catiônica, óxi, hidroxila, hidratada, ou uma combi- nação destas de um material alvo, onde o material alvo "M" tem um número atômico 5, 13, 22-33, 40-52, 72-84 e 89-94. Exemplos de hidroxila hidratada e compostos óxi hidratados (que podem ser aniônicos, neutros ou catiônicos e doravante referenciados pela sigla "MS") incluem, mas não se limitam a,

Nas fórmulas acima, n é um número real, não superior a oito e representa o estado de carga ou oxidação do metal ou metaloide "M" (por exemplo, quando M é Pb(II), n é 2, e quando M é Pb(IV), n é 4). Em geral, M tem uma carga positiva "n" não superior a cerca de 8. Diagramas de Pourbaix estão representados nas Figuras 2-47 para cada um dos metais, metaloides e isótopos radioativos.

As Figuras 2-47 retratam a espécie primária de material alvo sob diferentes condições termo- dinâmicas de uma solução aquosa.

Tendo como referência à Figura 39, o material alvo chumbo tem as seguintes espécies: Pb(H2O)62+, Pb(H2O)4(O)2, Pb(H2O)5Co3, Pb(H2O)4(CO3)22-, Pb(H2O)3(OH)3-, Pb(H2O)4(OH)2, Pb(H2O)2(OH)42-, e Pb(H2O)(O)32-. O estado dos compostos de chumbo (só- lido(s) ou aquoso(aq)) é mostrado na dos diagramas de Pourbaix de chumbo.

Normalmente, o chumbo compreende chumbo tendo um estado de oxidação +2. Tendo como referência a Figura 27, o antimônio material alvo tem as seguintes espécies: Sb(H2O)3(OH)41-, Sb(H2O)4(OH)21+, Sb(H2O)3(OH)3,

Sb(H2O)(OH)5, e Sb(OH)61-. Normalmente, o antimônio compreende antimô- nio tendo um estado de oxidação +5 ou +3. Com referência à Figura 40, o bismuto material alvo tem as seguintes espécies: Bi(H2O)63+, Bi(H2O)5(OH)2+, Bi(H2O)4(OH)21+, Bi(H2O)3(OH)3, e Bi(H2O)2(OH)41-. Normalmente, o bismuto 5 compreende bismuto tendo um estado de oxidação +5 ou +3. Há diversos mecanismos possíveis para a remoção de materiais alvo.

O mecanismo preciso pode depender de uma série de variáveis, inclu- indo a forma e/ou características específicas da composição, aditivo, e/ou partícula ou substância particulada contendo terras raras, a forma e/ou ca- racterísticas particulares do material alvo, o pH do meio 104, o Eh do meio 104, a temperatura do meio 104, os componentes no meio 104 e outros pa- râmetros conhecidos por aqueles versados na técnica.

Sem pretender ser vinculado por qualquer teoria, a forma aniôni- ca do material alvo pode ser um ou mais de adsorvida, precipitada, comple- xada, ionicamente acoplada, camada de intervalência complexada (com qualquer um ou mais dos orbitais s, p, d ou f hibridizados ou não hibridiza- dos), covalentemente ligada ou uma combinação destes com a composição contendo terras raras.

As formas aniônicas podem incluir um oxiânion, hidro- xila, hidratado ou sua combinação do material alvo tendo uma carga negati- va líquida.

Sem pretender ser vinculado por qualquer teoria, o material alvo pode seletivamente interagir com uma face ou uma borda de substância par- ticulada de composição contendo terras raras.

Outra teoria, à qual não dese- jamos estar vinculados, é que o material alvo aniônico forma um produto substancialmente insolúvel com uma terra rara.

A terra rara pode estar sob a forma de um sal contendo terras raras substancialmente solúvel em água ou sob a forma de um material substancialmente insolúvel em água que forte- mente absorve, liga, reage quimicamente ou afins com o material alvo aniô- nico.

Sem pretender ser vinculado por qualquer teoria,, há uma série de mecanismos para a remoção de formas catiônicas dos materiais alvo.

As formas catiônicas podem compreender um oxiânion, hidroxila, hidratado ou suas combinação do material alvo tendo uma carga positiva líquida.

Sem pretender ser vinculado por qualquer teoria, a forma catiônica do material alvo pode ser um ou mais de adsorvida, precipitada, complexada, ionica- mente acoplada, camada de intervalência complexada (com qualquer um ou mais dos orbitais s, p, d ou f hibridizados ou não hibridizados), covalente- 5 mente ligada ou uma combinação destes com a composição contendo terras raras.

Sem pretender ser vinculado por qualquer teoria, o material alvo pode seletivamente interagir com uma face ou uma borda de substância particula- da de composição contendo terras raras.

Outra teoria, à qual não desejamos estar vinculados, é que o material alvo catiônico forma um produto substan- cialmente insolúvel e/ou estável com um cátion de terra rara.

Sem pretender ser vinculado por qualquer teoria, outro meca- nismo possível para a remoção de espécies aniônicas, catiônicas, ou des- carregadas contendo o material alvo é que uma espécie, como uma água de hidratação, radical hidroxila, íon hidróxido, ou espécies de carbonato, com- postas, complexadas ou de outra forma anexadas ao material alvo atua co- mo uma entidade química que anexa, sorve e/ou se liga quimicamente à ter- ra rara ou composição contendo terras raras. em pretender ser vinculado por pela teoria e/ou a título de ilustração, um possível processo de adsorção de metais ou metaloides catiônicos pode compreender, como mostra a equação química (2):

A terra rara pode estar sob a forma de um sal contendo terras raras substancialmente solúvel em água ou sob a forma de um material substancialmente insolúvel em água que fortemente absorve, liga, reage quimicamente ou, de outra forma, prende o material alvo catiônico, como mostrado a equação química (3).

onde M tem número atômico comumente 5, 13, 22-33, 40-52, 72-84 ou 89-94 e, mais comumente, 5, 13, 22 e 33, 40 a 52, 56, 72, 80-84, 88 ou 90-94. Embora o número de águas de hidratação seja mostrado como "4" para óxido de cério, seve ser entendido que mais ou menos águas de 5 hidratação podem estar presentes, dependendo da aplicação. Sem pretender ser vinculado por pela teoria e/ou a título de e- xemplo adicional, um possível processo de adsorção de chumbo pode com- preender, como mostra a equação química (4): Os cátions da terra rara podem estar sob a forma de um sal con- tendo terras raras substancialmente solúvel em água ou sob a forma de um material substancialmente insolúvel em água que fortemente absorve, liga, reage quimicamente ou semelhante com o material alvo catiônico, como mostrado a equação química (5).

Sem pretender ser vinculado por pela teoria, outro possível me- canismo do aditivo contendo terras raras, tais como o óxido de cério (IV), pode oxidar o material alvo e/ou espécie contendo material alvo. O contato do agente oxidante contendo terras raras com a espécie contendo material alvo podem um ou ambos: a) interagir quimicamente com as espécies con- tendo material alvo e b) formar uma terra rara reduzida e/ou agente oxidante contendo terras raras e um material alvo oxidado e/ou espécies contendo material alvo. A título de ilustração, um agente de oxidação de cério (IV) po-

de ser formado pelo contato com uma primeira composição contendo cério tendo cério em um estado de oxidação +3 com um oxidante (como os lista- dos abaixo) para formar uma segunda composição contendo cério tendo cé- rio em um estado de oxidação +4 (ou agente de oxidação de cério (IV)). 5 Comumente, a segunda composição contendo cério compreende partículas de Ceo2. O agente de oxidação de cério (IV) oxida, então, o material alvo ou espécies contendo material alvo formando a primeira composição contendo cério (III) (reduzida). Independentemente do mecanismo preciso, contato do aditivo contendo terras raras com as espécies material alvo forma um produto con- tendo terras raras e material alvo.

O produto contendo terras raras e material alvo pode estar sob a forma de um material dissolvidos em água ou um ma- terial sólido contido dentro da água ou uma fase sólida de material separada da água. o produto contendo terras raras e material alvo pode ser um preci- pitado, uma partícula sólida suspensa dentro da água, uma partícula sólida floculada e suas combinação.

Como pode ser visto a partir dos diagramas de Pourbaix do es- tado da técnica nas Figuras 2-47, a espécie primária de um metal ou meta- loide em solução depende do pH e Eh.

Os valores são comumente selecio- nados de tal forma que a água é eletroquimicamente estável e o material alvo é uma espécie (não sólida) dissolvida.

Formas catiônicas de chumbo, por exemplo, normalmente, mas não necessariamente, estão presentes, como a espécie primária, em meio aquoso tendo um pH inferior a aproxima- damente pH 7 e Eh de menos de aproximadamente + 1 V.

Como discutido abaixo, a forma de metal ou metaloide presente na solução e, portanto, a eficácia da precipitação, sorção, ou outra forma de remoção do metal ou me- taloide, e/ou detoxificar, do meio aquoso pelo tratamento com a composição, aditivo, e/ou partícula ou substância particulada contendo terras raras, po- dem ser aumentada substancialmente ajustando um ou ambos o pH e Eh do meio.

Pode-se observar que, enquanto a eficácia de precipitação, sorção, ou remoção do material do alvo foi ilustrada para vários valores de Eh e pH, o conceito de ajuste a um ou ambos pH e Eh é aplicável para efetivamente remover e/ou desintoxicar uma solução aquosa para componentes, incluindo interferentes, que não sejam materiais alvo contendo metal e/ou metaloide.

Em conformidade com algumas modalidades, o material alvo é removido dos meios aquosos tendo um valor de pH selecionado.

Comumen- 5 te, o valor de pH selecionado dos meios aquosos pode ser de cerca de pH 0 a de cerca de pH, mais comumente o pH dos meios aquosos pode ser de cerca de pH 1 a de cerca de pH 13, ainda mais comumente o pH dos meios aquosos pode ser de cerca de pH 2 a cerca de pH 12, mais comumente o pH dos meios aquosos pode ser de cerca de pH 3 a cerca de pH 11 , ainda mais comumente o pH dos meios aquosos pode ser de sobre pH 4 a sobre pH 10, ainda assim ainda mais comumente o pH dos meios aquosos pode ser de cerca de pH 5 a cerca e pH 9, ou ainda mais comumente o pH dos meios aquosos pode ser de cerca de pH 6 a cerca de pH 8. Em uma modalidade, os meios aquosos normalmente têm um valor de pH selecionado de cerca de pH 6 a cerca de pH 9, e mais tipica- mente os meios aquosos têm um pH de cerca de pH 6,5 a cerca de pH 8,.5. Comumente em outras modalidades, os meios aquosos podem ser substancialmente ácidos tendo um pH selecionado de cerca de pH 0, mais comumente, tendo um pH selecionado de cerca de pH 1, ainda mais comumente com pH selecionado de cerca de pH 2, ainda nem mais comu- mente tendo um pH selecionado de cerca de pH 3, ou ainda mais comumen- te um pH selecionado de cerca de pH 4. Ainda mais comumente em outras modalidades, os meios aquosos podem ser substancialmente neutros tendo um pH selecionado de cerca de pH 5, mais comumente tendo um pH sele- cionado de cerca de pH 6, ainda mais comumente tendo um pH selecionado de cerca de pH 7, ainda mais comumente tendo pH selecionado de cerca de pH 8, ou ainda mais comumente pH tendo selecionado de cerca de pH 9. Comumente em outras modalidades, os meios aquosos podem ser substan- cialmente básicos tendo um pH selecionado de cerca de pH 10, mais comu- mente tendo um pH selecionado de cerca de pH 11, ainda mais comumente tendo pH selecionado de cerca de pH 12, ainda mais comumente tendo um pH selecionado de cerca de pH 13, ou ainda mais comumente tendo um pH selecionado de cerca de pH 14. Em conformidade com algumas modalidades, o material do alvo é removido dos meios aquosos, tendo um valor selecionado de Eh em rela- ção ao eletrodo de referência padronizado, tal como um elétrodo padrão do 5 hidrogênio (SHE). Comumente, o Eh selecionado do meio aquoso é pelo menos cerca de -0,5 V, mais comumente pelo menos cerca de -0,4 V, mais comumente pelo menos cerca de -0,3 V, mais comumente pelo menos cerca de -0,2 V, mais comumente pelo menos cerca de -0,1 V, mais comumente pelo menos cerca de 0 V, mais comumente pelo menos cerca de 0,1 V, mais comumente pelo menos cerca de 0,2 V, mais comumente pelo menos cerca de 0,3 V, mais comumente pelo menos cerca de 0,4 V, e mais comumente pelo menos cerca de 0,5 V.

Comumente, o Eh selecionado do meio aquoso é abaixo do nível em que a água não é eletroquimicamente estável, mais comumente não mais do que cerca de 1,7 V, mais geralmente não mais de cerca de 1,6 V, mais geralmente não mais de cerca de 1,5 V, mais geral- mente não mais de cerca de 1,4 V, mais geralmente não mais de cerca de 1,3 V, mais geralmente não mais de cerca de 1,2 V, mais geralmente não mais de cerca de 1.1 V, mais geralmente não mais de cerca de 1,0 V, mais geralmente não mais de cerca de 0,9 V, mais geralmente não mais do que cerca de 0,8 V e mais comumente não mais de cerca de 0,7 V.

A razão entre terra rara e material alvo do produto contendo ma- terial alvo e terra rara insolúvel também pode variar dependendo do pH da solução e/ou valor de Eh.

Em outras palavras, terras raras tendo uma razão entre terra rara e material alvo menor que 1 têm uma maior capacidade de remoção molar do material alvo do que terras raras tendo uma razão entre terra rara e material alvo de 1 ou mais de 1. Em algumas modalidades, quanto maior o valor de pH, maior a razão entre terra rara e material alvo.

Em outras modalidades, quanto maior for o valor de pH, menor a razão entre terra rara e material alvo.

Em ainda outra modalidade, a razão entre terra rara e material alvo é substancialmente inalterada ao longo de uma faixa de valores de pH.

Em algumas modalidades, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,1, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,2, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,3, a razão entre terra rara e material alvo não é superi- or a cerca de 0,4, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,5, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca 5 de 0,6, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,7, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,8, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,9, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,0, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,1, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,2, a razão entre terra rara e materi- al alvo não é superior a cerca de 1,3, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,4, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,5, a razão entre terra rara e material alvo não é superi- or a cerca de 1,6, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,7, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,8, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,9, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,9, ou a razão entre terra rara e material alvo é superior a cerca de 2,0 em um valor de pH não superior a cerca de pH -2, em um valor de pH superior a cerca de pH -1, em um valor de pH superior a cerca de pH 0, em um valor de pH su- perior a cerca de pH 1, em um valor de pH superior a cerca de pH 2, em um valor de pH superior a cerca de pH 3, em um valor de pH superior a cerca de pH 4, em um valor de pH superior a cerca de pH 5, em um valor de pH supe- rior a cerca de pH 6, em um valor de pH superior a cerca de pH 7, em um valor de pH superior a cerca de pH 8, em um valor de pH superior a cerca de pH 9, em um valor de pH superior a cerca de 10, em um valor de pH superior a cerca de pH 11, em um valor de pH superior a cerca de pH 12, em um va- lor de pH superior a cerca de pH 13, ou em um valor de pH superior a cerca de pH 14. Em algumas modalidades, a razão entre terra rara e material al- vo não é superior a cerca de 0,1, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,2, a razão entre terra rara e material alvo não é supe-

rior a cerca de 0,3, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,4, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,5, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,6, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,7, a razão 5 entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,8, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 0,9, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,0, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,1, a razão entre terra rara e materi- al alvo não é superior a cerca de 1,2, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,3, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,4, a razão entre terra rara e material alvo não é superi- or a cerca de 1,5, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,6, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,7, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,8, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,9, a razão entre terra rara e material alvo não é superior a cerca de 1,9, ou a razão en- tre terra rara e material alvo é superior a cerca de 2,0 em um valor de pH não superior a cerca de pH -2, em um valor de pH de água superior a cerca de pH -1, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 0, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 1, em um valor de pH de água superi- or a cerca de pH 2, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 3, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 4, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 5, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 6, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 7, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 8, em um valor de pH de água superi- or a cerca de pH 9, em um valor de pH de água superior a cerca de 10, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 11, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 12, em um valor de pH de água superior a cer- ca de pH 13, ou em um valor de pH de água superior a cerca de pH 14. Para CeO2 como composição, aditivo, e/ou partícula ou substân- cia particulada contendo terras raras, capacidades de remoção de aproxi- madamente 0,1 mg de material alvo/g REO (por exemplo, CeO2) ou menores podem ser encontradas. Elas podem ter razões entre material alvo : terra rara significativamente maiores do que 2. Por exemplo, 0,1 mg é 0,0001 g, então 1 g de material de alvo CeO2/0,0001 g = 10.000. Em tais modalidades, a razão entre terra rara e material alvo comumente não é superior a cerca de 5 50.000, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é supe- rior a cerca de 47.500, a razão entre terra rara e material alvo mais comu- mente não é superior a cerca de 45.000, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de 42.500, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de 40.000, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cer- ca de 37.500, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de 35.000, a razão entre terra rara e material alvo mais co- mumente não é superior a cerca de 32.500, a razão entre terra rara e mate- rial alvo mais comumente não é superior a cerca de 30.000, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de 37.500, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de 35.000, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de 32.500, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de 30.000, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de 27.500, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é superior a cerca de

25.000, a razão entre terra rara e material alvo mais comumente não é supe- rior a cerca de 22.500, a razão entre terra rara e material alvo mais comu- mente não é superior a cerca de 20.000, em um valor de pH de água não superior a cerca de pH -2, em um valor de pH de água superior a cerca de pH -1, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 0, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 1, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 2, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 3, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 4, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 5, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 6, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 7, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 8, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 9, em um valor de pH de água superior a cerca de 10, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 11, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 12, em um valor de pH de água superior a cerca de pH 13, ou em um valor de pH de água superior a cerca de pH 14. 5 A concentração do material alvo e espécie contendo material al- vo pode variar dependendo de vários fatores.

A concentração de um ou am- bos podem ser, por exemplo, geralmente pelo menos cerca de 5 ppm, mais comumente pelo menos cerca de 50 ppm, mais comumente pelo menos cer- ca de 100 ppm, mais comumente pelo menos cerca de 500 ppm, mais co- mumente pelo menos cerca de 1.000 ppm, mais comumente pelo menos cerca de 5.000 ppm, mais comumente pelo menos cerca de 10.000 ppm e mais comumente pelo menos cerca de 100.000 ppm.

Pré-Tratamento do Meio Na etapa 108, o meio 104 é opcionalmente pré-tratado para pro- duzir uma espécie primária selecionada do material alvo.

A espécie primária selecionada é geralmente mais eficazmente removida pela composição, adi- tivo e/ou partículas contendo terras raras do que a espécie primárias no meio 104. Por exemplo, um ou mais dos valores de Eh e pH podem ser alte- rados para remoção e/ou desintoxicação mais eficaz do material alvo.

A es- pécie primária de chumbo, por exemplo, é elementar (Pbs) quando o Eh é menor (mais negativo) do que cerca de -0,3. Aumentando o Eh e variando o valor de pH da solução aquosa, a espécie primária de chumbo pode se tor- nar um ou mais de Pb(H2O)62+, Pb(H2O)5CO3, Pb(H2O)4(CO3)22+, Pb(H2O)5(OH)2, ou Pb(H2O)2(OH)42-. Como será apreciado, o pH é uma me- dida da atividade dos íons de hidrogênio, enquanto Eh é uma medida do po- tencial eletroquímico (oxidação/redução). O tipo de pré-tratamento empregado pode depender da aplica- ção.

Em um aplicativo, um ácido, equivalente a ácido, base ou equi- valente a base é adicionado para ajustar o pH a um valor de pH desejado.

Exemplos de ácidos ou de equivalentes de ácido monoprótico incluem áci- dos e ácidos polipróticos, tais como ácidos minerais, ácidos sulfônicos, áci-

dos carboxílicos, os ácidos carboxílicos análogos a vinil, ácidos nucleicos e suas misturas.

Exemplos de bases e equivalentes de bases incluem bases fortes (como o hidróxido de potássio, hidróxido de bário, hidróxido de césio, hidróxido de sódio, hidróxido de estrôncio, hidróxido de cálcio, hidróxido de 5 magnésio, hidróxido de lítio e hidróxido de rubídio), superbases, carbonatos, amônia, hidróxidos, óxidos metálicos (particularmente alcóxidos) e contra ânions de ácidos fracos.

Em uma aplicação, reações de oxidação e redução podem ser usadas para ajustar o valor de Eh.

Eh é uma medida do potencial de oxida- ção ou redução do meio 104. O potencial de oxidação ou redução é comu- mente referido como força eletromotiva ou EMF.

A EMF é tipicamente medi- da em relação a um eletrodo de referência padronizado.

Exemplos não limi- tantes de eletrodos de referência padronizados são eletrodo de hidrogênio (comumente referidos como SHE), eletrodo de cobre sulfato de cobre e pra- ta/cloreto de prata, para citar alguns.

Em uma variação, o material alvo ou espécie contendo material alvo entra em contato com um agente oxidante para oxidar o material alvo ou espécie contendo material alvo.

O agente oxidante pode compreender um agente oxidante químico, um processo de oxidação ou a combinação de ambos.

Um agente oxidante químico compreende uma composição quí- mica em forma elemental ou de composto.

O agente oxidante químico aceita um elétron do material alvo ou espécies contendo material alvo.

Ao aceitar o elétron, o agente oxidante é reduzido para formar uma forma reduzida do agente oxidante.

Exemplos não restritivos de agentes oxidantes químicos preferenciais são cloro, cloraminas, dióxido de cloro, hipocloritos, trialometa- no, ácido haloacético, ozônio, peróxido de hidrogênio, compostos de peroxi- gênio, ácido hipobromoso, bromoaminas, hipobromito, ácido hipocloroso, isocianuratos, tricloro-s-triazina trionas, hidantoína, bromo cloro- dimetildantoínas, 1-bromo-3-cloro-5,5-dimetildantoína, 1,3-dicloro-5,5- dimetildantoína, dióxido de enxofre, bissulfatos e suas combinações.

Acredi- ta-se ainda que, em algumas configurações, uma ou mais das seguintes composições químicas podem oxidar o material alvo ou espécie contendo material alvo: bromo, BrCl, permanganatos, fenóis, álcoois, oxiânions, arse- nitos, cromatos, ácido tricloro-isocianúrico e surfactantes.

O agente oxidante químico mais pode ser referido ainda como um "oxidante". 5 Um processo de oxidação compreende um processo físico que por si só ou em combinação com um agente oxidante químico.

O processo de oxidação remove e/ou facilita a remoção de um elétron do material alvo ou espécie contendo material alvo.

Exemplos não restritivos dos processos de oxidação são energia eletromagnética, luz ultravioleta, energia térmica, energia ultrassônica e raios gama.

Em outra variação, o material alvo ou espécie contendo materi- al alvo entra em contato com um agente redutor para reduzir o material al- vo ou espécie contendo material alvo.

O agente oxidante pode compreen- der um agente oxidante químico, um processo de oxidação ou a combina- ção de ambos.

O agente redutor químico compreende uma composição química em forma elemental ou de composto.

O agente redutor químico doa um elé- tron para o material alvo ou espécies contendo material alvo.

Ao doar o elé- tron, o agente redutor é oxidado para formar uma forma oxidada do agente oxidante.

Exemplos não restritivos de agentes redutores químicos preferen- ciais são hidreto de alumínio e lítio, hidrogênio nascente (atômico), amálga- ma de sódio, boroidreto de sódio, compostos contendo íons divalentes de estanho, compostos de sulfito, hidrazina, amálgama de mercúrio-zinco, hi- dreto de di-isobutilalumínio, catalisador de Lindlar, ácido oxálico, ácido fór- mico, ácido ascórbico, fosfitos, hipofosfitos, ácidos fosforosos, ditiotreitol e compostos contendo o íon de ferro divalente.

O agente redutor químico pode ainda ser referido como um "redutor". Um processo de redox é um processo físico que, sozinho ou em combinação com um agente oxidante químico, transfere elétrons para ou for- ma um material alvo ou espécie contendo material alvo.

Exemplos não restriti- vos dos processos de oxidação são energia eletromagnética, luz ultravioleta, energia térmica, energia ultrassônica, raios gama e processos biológicos.

Em uma variação, o meio entra em contato com uma espécie halogenada, como cloro, bromo, iodo ou um ácido, base ou sal destes.

Co- mo será apreciado, halogênios afetam o Eh do meio.

Em algumas configura- ções, halogênios podem afetar o valor de pH dos meios aquosos. 5 Outros tipos de pré-tratamento podem ser empregados para re- mover do meio espécies que podem afetar a remoção do material alvo ou espécie contendo material alvo e/ou ajuste do pH e/ou Eh do meio.

O pré-tratamento pode incluir um ou mais processos de clarifica- ção, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento.

Mais especificamente, o processo de pré- tratamento pode comumente compreender um dos processos de clarifica- ção, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento, mais comumente quaisquer dois processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer três processos de clarificação, desinfecção, co- agulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer quatro processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtra- gem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer cinco processos de clari- ficação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda comu- mente quaisquer seis processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer sete pro- cessos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separa- ção de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer or- dem, ainda mais comumente quaisquer oito processos de clarificação, desin- fecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, di- gestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer nove processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aera-

ção, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispos- tos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer dez processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sóli- dos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda 5 mais comumente quaisquer onze processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem e ainda mais comumente cada um dos processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento disposto em qualquer ordem.

Em algumas configurações, o pré-tratamento pode compreender ou pode compreender ainda processamento por um ou mais dos equipamentos de processamento adicional do sistema de tratamento de água.

Contato do Meio com Aditivo Contendo Terras Raras Na etapa 112, o meio opcionalmente pré-tratado entra em conta- to com composição, aditivo, ou partícula ou substância particulada contendo terras raras para formar um produto contendo terras raras e material alvo.

Como observado, a composição, aditivo, ou partícula ou substância particu- lada contendo terras raras reage quimicamente e/ou fisicamente com, ab- sorve, precipita, transforma quimicamente, ou de outra forma desativa ou se liga com o material alvo ou espécies contendo material alvo.

Em uma confi- guração, o aditivo contendo terras raras reage com, absorve, precipita, trans- forma quimicamente, ou de outra forma desativa ou se liga com pelo menos cerca de 25%, mais comumente pelo menos cerca de 50%, mais comumen- te mais comumente mais de cerca de 50%, mais comumente pelo menos cerca de 75% e ainda mais comumente pelo menos cerca de 95% do mate- rial alvo ou espécies contendo material alvo . O produto contendo terras ra- ras e material alvo inclui as terras raras, o material alvo, e, dependendo dos materiais envolvidos, potencialmente um ou mais outros constituintes ou componentes da composição contendo terras raras e/ou espécie contendo material alvo.

Sem pretender ser vinculado por qualquer teoria, acredita-se que o mecanismo de ligação, em alguns processos, é por águas de hidrata- ção, radical hidroxila, íon hidróxido, ou espécies de carbonato, compostas,

complexadas ou de outra forma anexadas ao material alvo atua como uma entidade química que anexa, sorve e/ou se liga quimicamente à terra rara ou composição contendo terras raras.

A temperatura do meio 104, durante a etapa de contato, pode 5 variar.

Normalmente, a temperatura da solução aquosa pode variar durante a etapa de contato.

Por exemplo, a temperatura da solução aquosa pode variar dependendo da água.

Comumente, a temperatura da solução aquosa é a temperatura ambiente.

Normalmente, a temperatura da solução varia de cerca de- 5 graus Celsius a cerca de 50 graus Celsius, mais normalmente de cerca de 0 grau Celsius a cerca de 45 graus Celsius, ainda mais tipicamente de cerca de 5 graus Celsius a cerca de 40 graus Celsius e ainda mais tipi- camente de cerca de 10 graus Celsius a cerca de 35 graus Celsius.

Pode ser apreciado que cada uma das águas compreendendo cada um dos pro- cessos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separa- ção de sólidos e líquidos, digestão e polimento pode incluir unidades de pro- cessamento opcional e/ou operações que aquecem e/ou resfriam uma ou mais de cada uma das águas.

Em algumas configurações, cada uma das águas pode ser aquecida para ter uma temperatura de tipicamente pelo me- nos cerca de 20 graus Celsius, mais tipicamente pelo menos cerca de 25 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 30 graus Celsi- us, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 35 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 40 graus Celsius, ainda mais tipica- mente pelo menos cerca de 45 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 50 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 60 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 70 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 80 graus Celsius, ain- da mais tipicamente pelo menos cerca de 90 graus Celsius, ainda mais tipi- camente pelo menos cerca de 100 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 110 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 120 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 140 graus Celsius, ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 150 graus Celsius, ou ainda mais tipicamente pelo menos cerca de 200 graus Celsius.

Em algumas configurações, cada uma das águas compreendendo cada um dos processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento pode ser refrigerada para ter uma temperatura de tipicamente não mais de cerca de 110 graus 5 Celsius, mais tipicamente não mais de cerca de 100 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 90 graus Celsius, ainda mais tipica- mente não mais de cerca de 80 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 70 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cer- ca de 60 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 50 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 45 graus Celsi- us, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 40 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 35 graus Celsius, ainda mais tipica- mente não mais de cerca de 30 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 25 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cer- ca de 20 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 15 graus Celsius, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 10 graus Celsi- us, ainda mais tipicamente não mais de cerca de 5 graus Celsius, ou ainda mais tipicamente não mais de cerca de 0 grau Celsius.

Separação do Produto Contendo Terras Raras e Material Alvo do Meio Etapa opcional 116, o produto é removido do meio 104 para for- mar um meio tratado 124. Em uma configuração, geralmente pelo menos cerca de 25%, mais comumente pelo menos cerca de 50%, mais comumen- te mais comumente mais de cerca de 50%, mais comumente pelo menos cerca de 75% e ainda mais comumente pelo menos cerca de 95% do produ- to contendo terra rara e material alvo é removido do meio.

Pode ser aprecia- do que, em tais casos, o produto compreende um material insolúvel.

O produto contendo terra rara e material alvo sólido pode ser removido por qualquer técnica apropriada, como por um sistema de separa- ção de líquido/sólido.

Exemplos não restritivos de sistemas de separação de líquido/sólido são filtração, flutuação, sedimentação, ciclone e centrifugação.

Alternativamente, o aditivo contendo terras raras está sob a forma de um leito de substância particulada ou matriz porosa e permeável com suporte,

como um filtro, através do qual o meio passa.

Como alternativa, o produto contendo terra rara e material alvo dissolvido na água pode permanecer na água em uma forma desativada.

Exemplos não restritivos de produto contendo terra rara e material alvo de- 5 sativado que pode permanecer dissolvido são complexos de coordenação ambientalmente estáveis de uma espécie contendo material alvo e a compo- sição contendo terras raras.

Em conformidade com algumas modalidades, o meio tratado 124 tem um teor mais baixo de pelo menos um material alvo em comparação com o meio contendo material alvo 104. Comumente, o teor do meio tratado 124 é pelo menos cerca de 0,9 do meio contendo material alvo 104, mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,8 do meio contendo material alvo 104, mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,7 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,6 do meio contendo material alvo 104, ain- da mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,5 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,4 do meio contendo material alvo 104, ainda mais co- mumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,3 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,2 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,1 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,05 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor médio de tratados 124 trata pelo menos 0,01 do meio contendo material de alvo 104, ainda mais comumente o Tratado 124 conteúdo trata pelo menos 0,005 do meio contendo material de alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,001 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,5 do meio con- tendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,0005 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comu- mente o teor do meio tratado 124 é pelo menos 0,0001 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos cerca de 5 x 10-5 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos cerca de 1 x 10-5 do meio contendo material alvo 104, ainda mais comumente o teor do meio tra- 5 tado 124 é pelo menos cerca de 5 x 10-6 do meio contendo material alvo 104 e ainda mais comumente o teor do meio tratado 124 é pelo menos cerca de 1 x 10-6 do meio contendo material alvo 104. Normalmente, o teor de materi- al alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 100.000 ppm, mais tipicamente o teor de material alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 10.000 ppm, ainda mais tipicamente o teor de ma- terial alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 1.000 ppm, ainda mais tipicamente o teor de material alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 100 ppm, ainda mais tipicamente o teor de material alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 10 ppm, ainda mais tipicamente o teor de material alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 1 ppm, ainda mais tipicamente o teor de material alvo no teor do meio tratado 124 não é mais que cerca de 100 ppb, ainda mais tipicamente o teor de material alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 10 ppb, ainda mais tipicamente o teor de material alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 1 ppb, e ainda mais tipicamente o teor de material alvo no teor do meio tratado 124 é não mais do que cerca de 0,1 ppb.

A etapa 116 pode incluir etapas de tratamento opcional.

O tratamento pode compreender um ou mais de dos processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento.

Mais especificamente, o processo de tratamento pode comumente compreender um dos processos de clarifi- cação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento, mais comumente quaisquer dois processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer três processos de clarificação, desinfecção, co-

agulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer quatro processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtra- gem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em 5 qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer cinco processos de clari- ficação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda comu- mente quaisquer seis processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer sete proces- sos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ain- da mais comumente quaisquer oito processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer nove processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer dez processos de clarificação, de- sinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem, ainda mais comumente quaisquer onze processos de clarificação, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e líquidos, digestão e polimento dispostos em qualquer ordem e ainda mais comumente cada um dos processos de clarifica- ção, desinfecção, coagulação, aeração, filtragem, separação de sólidos e lí- quidos, digestão e polimento disposto em qualquer ordem. Regeneração de Terras Raras em Produto Contendo Terras Raras e Materi- al Alvo para Reciclagem O produto contendo terras raras e material alvo separados pode ser submetido a processos adequados para a remoção do material alvo das terras raras para permitir que as terras raras sejam recicladas para a etapa

112. Os processos de regeneração incluem, por exemplo, dessorção, oxida- ção, redução, processos térmicos, irradiação e afins.

Como usado neste documento cério (III) pode se referir a cério (+3), e cério (+3) pode se referir a cério (III). Como usado neste documento, o cério (IV) pode se referir a cério (+4), e cério (+4) pode se referir a cério (IV). 5 EXEMPLOS Os exemplos a seguir são fornecidos para ilustrar determinadas modalidades e não devem ser interpretado como limitações às modalidades, como estabelecido na reivindicação anexadas.

Todas as partes e porcenta- gens são em peso a menos que especificado em contrário.

Exemplo 1 Um conjunto de testes foi realizado para determinar uma carga máxima de arsênico de cloreto de cério (III) solúvel CeCl3 em um fluxo que contém arsênico para reduzir a concentração de arsênico para menos de 50 ppm.

Conforme mostrado pela Tabela 1, fluxos contendo arsênico (soluções de lixívia alcalinas) testados tinham as seguintes composições: Tabela 1 Número de Volume Na2CO3 Na2SO4 Na2HAsO4-7H2O As g/L Teste de DI (g) (g) (g) (mL)

1 500 10 8,875 1,041 0,5

2 500 10 8,875 2,082 1

3 500 10 8,875 4,164 2

4 500 10 8,875 6,247 3

5 500 10 8,875 8,329 4

6 500 10 8,875 10,411 5

7 500 10 8,875 12,493 6

O pH inicial das sete soluções alcalinas de lixívia foi aproxima- damente pH 11, as temperaturas das soluções foram aproximadamente 70 a 80°C e os tempos de reação foram aproximadamente 30 minutos.

Sete soluções alcalinas de lixívia foram feitas com diferentes concentrações de (V) arsênico, o que pode ser visto na Tabela 1 acima.

Ca- da solução continha a mesma quantidade de carbonato de sódio (20g/L) e sulfato de sódio (17,75 g/L). Em uma primeira série de testes, 3,44 mL de cloreto de cério (CeCl3) foram adicionados a cada isoterma e equivale a 5 0,918 g de CeO2 (aproximadamente Ce com 0,05 mol). Em uma segunda série de testes, 6,88 mL de cloreto de cério foi adicionado para teste e equi- vale a 1,836 g CeO2 (aproximadamente Ce com 0,1 mol). Abaixo está a dire- triz de como cada teste de isoterma foi executado.

Em uma primeira etapa, 200 mL de solução foram medidos em peso e transferidos para um béquer de Pyrex de 400 mL.

O béquer foi então colocado na chapa de aquecimento/agitação e aquecido a 70-80°C, enquan- to era agitado.

Em uma segunda etapa, 3,44 mL de cloreto de cério foram me- didos, em peso, e vertidos para o béquer de mistura da solução de lixívia alcalina quente.

Após a adição de cloreto de cério, um precipitado branco se formou instantaneamente.

Para garantir que o precipitado branco não era o carbonato de cério [Ce2(CO3)3 · xH2O], foi realizada a etapa três.

Na terceira etapa, 4,8 mL de HC1 concentrado foram lentamente adicionados gota a gota.

Foi observada efervescência.

A solução continuou a misturar por 30 minutos e depois foi permitida o resfriamento por 4 horas antes da amostragem.

Os resultados são mostrados na Tabela 2: Análise usando ICP-AES

Tabela 2 Mols Aproxi- Razão Concentração Arsênio Capacidade Percentual mados de Arsênio Molar Final de As Removido de Carga de Arsênio Cério Adicio- (g/L) (Ce/As) (mg/L) (mg) (mg/g) Removido nado

0,5 4,2 0 100 104 100

1,0 2,1 8 199 206 99

2,0 1,0 159 367 380 92

0,005 3,0 0,7 903 412 426 69

4,0 0,5 1884 408 422 51

5,0 0,4 2663 445 461 45

6,0 0,4 3805 409 422 34

0,5 8,3 0 102 53 100

1,0 4,2 0 201 104 100

2,0 2,1 55 388 201 97

0,01 3,0 1,4 109 577 299 96

4,0 1,1 435 709 367 89

5,0 0,8 1149 759 392 76

6,0 0,7 1861 810 419 67

A Figura 48 mostra que a capacidade de carga começa a nivelar a capacidade teórica de 436 mg/g se o arsenato de cério (CeAsO4) foi for- mado, levando a crer que foi formado.

A Figura 49 mostra que a razão molar 5 entre cério e arsênico necessária para diminuir a concentração de arsênico para menos de 50 ppm situa-se entre uma razão molar de 1 e 2. No entanto, em uma razão molar 2, uma capacidade de carga de 217 foi alcançada.

A Figura 50 mostra resultados muito semelhantes (essencialmente dobro da adição do CeCl3); em uma razão molar entre 1 e 2, a concentração de arsê- nico dissolvido pode ser inferior a 50 ppm.

Esta capacidade pode ser melho- rada com uma razão molar inferior e controle mais rigoroso do pH.

Exemplo 2 Neste exemplo, o produto de cério e arsênico foi mostrado para conter mais arsênico do que seria previsto com base na estequiometria de gasparita, o produto antecipado de cério e arsênico.

Além disso, o padrão de 5 difração de raios-x sugere que o produto é amorfo ou nanocristalino e é con- sistente com céria ou, possivelmente, gasparita.

A fase amorfa ou nanocris- talina não só permite a reciclagem da água de processo após sequestro de arsênico, mas o faz com uma capacidade muito maior de remoção de arsê- nico do que é observado em outras formas de adição de cério, diminuindo os custos de tratamento e limitando os riscos ambientais.

Oito tubos de centrífuga de 50 mL foram preenchidos com 25 mL cada de uma solução totalmente oxidada de arsenato/sulfato/NaOH, en- quanto outros oito tubos de centrífuga de 50 mL foram preenchidos com 25 mL cada de uma solução totalmente reduzida de arsenito/sulfeto/NaOH de que tinha sido injetada com oxigênio molecular por 2 horas.

Ambas as solu- ções continham 24 g/L de arsênico, 25 g/L de NaOH e o equivalente a 80 g/L de sulfeto.

Então, cada amostra foi tratada com nitrato de cério (IV) ou clore- to de cério (III). As soluções de sal de cério foram adicionadas em doses de 1, 2, 3 ou 5 mL.

Nenhum ajuste de pH foi feito, e nenhuma tentativa foi feita para ajustar a temperatura dos 22°C ambiente.

Quinze de dezesseis amostras de teste mostraram a rápida for- mação de um precipitado que ocupou todo o volume de ~ 25 mL.

A reação entre as duas soluções concentradas ocorreu quase que imediatamente, preenchendo todo o volume da solução um precipitado gelatinoso.

A décima sexta amostra, contendo 5 mL de cério (IV) permaneceu amarelo vivo até que 5ml adicionais de 50% de NaOH foram adicionados, momento em que se formou um sólido roxo.

Sólidos formados a partir da reação de cério e arsênico tiveram uma hora para decantar com pouca clarificação observada.

As amostras fo- ram então centrifugadas a 50% da velocidade por 5 minutos.

Neste ponto, o volume total da solução e o volume de sólidos decantados foram registrados, e uma amostra de 5 mL foi recolhida para análise.

Já que pouco mais de 5 mL da solução sobrenadante estava disponível (a concentração de arsênico foi de 24 g/L, o que significa que a concentração de cério também foi bastan- te elevada), as amostras foram filtradas usando papéis de 0,45 mícrons.

As quatro amostras com 5 mL de sal de cério adicionado não foram filtradas.

As 5 soluções sobrenadantes foram coletadas e o volume registrado.

A torta de filtro da reação foi deixada durante o fim de semana em recipientes de plástico para pesagem em cima de um forno de secagem.

Setenta e duas horas depois, o conteúdo de cada recipiente foi pesado, e foi determinado que os pellets estavam ainda muito úmidos (mais massa pre- sente do que foi adicionada à amostra como sólidos dissolvidos). Os sólidos semissecos das amostras com 2 mL de solução de sal de cério foram trans- feridos para um forno de secagem de 130°C durante u ma hora e, em segui- da, analisados por XRD.

Os resultados de XRD são mostrados na Figura 51. Os resulta- dos de XRD são apresentados por gasparita (produto esperado) e vários sistemas que estiveram presentes durante os experimentos, com "céria" cor- respondentes ao dióxido de cério.

Como pode ser visto na Figura 51, a aná- lise XRD não detectou qualquer picos ou fases cristalinas de arsênico e sóli- dos de cério em vários sistemas.

O único material cristalino presente foi i- dentificado como NaCl, NaNO3 (introduzido com as soluções de terras raras) ou Na2SO4 que estava presente nas amostras preparadas a partir de Na2SO4. No entanto, os picos de difração amplos a cerca de 29, 49 e 57 graus 2-Theta podem ser indicativos de partículas muito pequenas de céria ou, possivelmente, gasparita.

O teor de arsênico de soluções sobrenadantes foi medido utili- zando ICP-AES.

Observou-se que tanto o cério (IV) e o cério (III) efetiva- mente removeram arsênico do sistema na mesma medida aproximadamen- te.

Como pode ser visto da Tabela 3 abaixo e na Figura 52, uma maior dife- rença na remoção de arsênico foi encontrada entre o sistema totalmente o- xidado e o sistema que foi totalmente reduzido antes da injeção de oxigênio molecular.

A Figura 52 mostra uma trama para micromols de arsênico remo- vidos em um sistema "oxidado" começando com arsenato e um sistema de

"injeção de oxigênio molecular" começando com arsenito, que foi posterior- mente oxidado a arsenato através de injeção de oxigênio molecular.

Tabela 3 Arsenito/sulfeto/NaOH + O2 Arseniato/sulfato/NaOH

Aditivo de Cério Capacidade de Capacidade mL CeO2 As ppm As As ppm de As

Ce (mg/g) (mg/g) (g)

cloreto de cério (III) 1 0,33 21200 242 20000 276

2 0,65 18800 271 8700 576

3 0,98 11200 324 1000 596 nitrato de cério (IV) 1 0,26 21600 265 19200 429

2 0,52 18800 237 8000 764

3 0,77 13600 322 3200 672 controle 0 0,0 25200 24400

A Figura 52 mostra a quantidade de arsênico consumido pela 5 formação de precipitados sólidos, plotado como uma função da quantidade de cério adicionada.

As concentrações de arsênico solúveis resultantes des- te experimento podem ser divididas em dois grupos: as amostras contendo arsenato totalmente oxidado e sulfato e amostras contendo arsenito e sulfito que foi injetado com oxigênio molecular.

O estado de oxidação do cério utili- zado como agente de fixação solúvel tinha consideravelmente menos impac- to sobre a eficácia do processo, permitindo que os dados de ambos os Ce(III) e Ce(IV) fossem encaixados com uma linha de regressão simples pa- ra cada solução de teste.

No caso da solução totalmente oxidada, sequestro de arsênico com os aumentos de sólidos em uma razão molar entre arsênico e cério de 1:3, potencialmente fazendo um produto com uma estequiometria de Ce3As4.

Exemplo 3 Uma série de experimentos foi realizada, os experimentos incor- poram a precipitação do arsênico, no estado As (V), de um fluxo de resíduos altamente concentrado com pH inferior a pH 2 pela adição de um sal de cé- 5 rio solúvel no estado Ce (III) seguido por uma titulação com solução de hi- dróxido de sódio (NaOH) para uma faixa entre pH 6 e pH 10. Em um primeiro teste, uma solução de 400 mL contendo 33,5 mL de uma solução de NaH2AsO4 com 0,07125 mol/L foi mexida num bé- quer à temperatura ambiente.

O pH foi ajustado para aproximadamente pH 1,5 pela adição de 4,0 mols/L de HNO3, após o que foi adicionado 1,05 g de Ce(NO3)3·· 6 H2O.

Nenhuma mudança na cor ou qualquer precipitado foi ob- servado após a adição do sal de cério (III). NaOH (1,0 mol/L) foi adicionado à solução agitada em um ritmo gota a gota para trazer o pH para 10,1. O pH foi mantido em pH 10,2 ± 0,2 por um período de 1,5 horas sob agitação magnética.

Após a reação, a solução foi removida da placa de agitação e foi permitida a sua decantação sem perturbações por 12 a 18 horas.

O sobre- nadante foi decantado e guardado para análise de ICP-MS do Ce e As.

Os sólidos foram filtrados através de uma membrana de celulose de 0,4 µm e lavados completamente com 500 a 800 mL de água desionizada.

Os sólidos foram secados ao ar e analisados por difração de raios x.

Em um segundo teste, foi preparada uma solução de fluxo de resíduos simulado com os seguintes componentes: As (1.200 ppm), F (650 ppm), Fe (120 ppm), S (80 ppm), Si (50 ppm), Ca (35 ppm), Mg (25 ppm), Zn (10 ppm) e menos de 10 ppm de Al, K e Cu.

O pH da solução foi titulado até pH 0,4 com HCl concentrado (12,1 mols/L), e a solução foi aquecida até 70°C.

Uma solução CeCl 3 (6,3 mL, 1.194 mols/L) foi adicionada à solução quente, e o pH foi aumentado lentamente para pH 7,5 por adição gota a gota de NaOH (20% em peso, 6,2 mol/L). Foi permitido então que a solução en- velhecesse a 70°C sob agitação magnética por 1,5 ho ras, mantendo o pH em pH 7,5 ± 0,2. A solução foi então removida do aquecimento e foi permiti- da a sua decantação sem perturbações por 12 a 18 horas.

O sobrenadante foi decantado e guardado para análise de ICP-MS do Ce e As.

Os sólidos precipitados foram centrifugados e lavados duas vezes antes de serem fil- trados através de uma membrana de celulose de 0,4 µm e lavados comple- tamente com 500 a 800 mL de água desionizada.

Os sólidos foram secados ao ar e analisados por difração de raios x. 5 Em um terceiro teste, pós sólidos do novo composto Ce-As fo- ram testados para a estabilidade em um teste de lixívia com pH baixo. 0,5 g do novo composto Ce-As foi adicionada a 10 mL de uma solução de ácido acético com um pH de pH 2,9 ou pH 5,0. O recipiente foi selado e girado por 18 ± 2 horas a 30 ± 2 rotações por minuto, a uma temperatura ambiente na faixa de 22 ± 5°C.

Após o tempo de rotação necessár io, a solução foi filtrada através de filtros de 0.2 mícron e analisada por ICP-MS para Ce e As que possam ter sido lixiviados do sólido.

Menos de 1 ppm de As foi detectado por ICP-MS.

A Figura 53 compara os resultados de Difração de Raios X ("XRD") para o novo composto Ce-As (mostrado como trigonal CeAs O4 · (H2O)x(experimental e simulado) e gasparita (experimental e simulada)). A Figura 9 compara os resultados de XRD para trigonal CeAs O4 · (H2O)x(experimental e simulado) e trigonal BiP O4 · (H2O)0,67 (simulada). Os resultados de XRD mostram que o composto cristalino precipitado é estrutu- ralmente diferente da gasparita (CeAsO4), que se cristaliza em um grupo de espaço monoclínico com uma estrutura de tipo monazita e é bastante seme- lhante a trigonal BiP O4 · (H2O)0,67. Experimentos com estados de oxidação diferentes do Ce e As demonstram que o novo composto Ce - As requer cério no estado Ce (III) e arsênico no estado As(V). A titulação de pH com uma base forte, como hi- dróxido de sódio, parece ser necessária.

Como pH titulação com carbonato de sódio produz ou gasparita, um composto conhecido e de ocorrência natu- ral ou uma combinação de gasparita e trigonal CeAsO4 · (H2O)x.

O uso de cloreto de cério e o nitrato de cério demonstrou com sucesso a síntese bem sucedida do novo composto.

Não foi observado que a presença de outras espécies de metal, tais como o magnésio, alumínio, silício, cálcio, ferro, co- bre e zinco inibe a síntese do novo composto.

A presença de fluoreto vai competir com a remoção de arsênico e produzir um precipitado insolúvel de CeF3. Soluções contendo apenas o arsênico e o cério mostram que uma razão atômica Ce:As de 1: 1 é preferível para formar o novo composto, e soluções contendo excesso de cério produziram um precipitado de óxido de 5 cério (CeO2) além do novo composto.

Além disso, o novo composto parece ser bastante estável quando desafiado com um teste de lixívia, exigindo me- nos do que a dissolução de arsênico de 1 ppm em solução de pH 2,9 e pH 5,0. Exemplo 4 Neste exemplo, uma solução de ensaio contendo 1,0 ppmw de cromo calculado como Cr foi preparada pela dissolução de dicromato de po- tássio de grau reagente em água destilada.

Esta solução continha Cr6 sob a forma de oxiânions e nenhum outro oxiânion metal.

Uma mistura de 0,5 grama de óxido de lantânio (La2CO3) e 0,5 grama de dióxido de cério (CeO2) estava suspensa com 100 ml da solução de teste em um recipiente de vidro.

As suspensões resultantes foram agitadas com uma barra de agitação mag- nética revestida por Teflon durante 15 minutos.

Após agitação, a água foi separada dos sólidos por filtração através de papel de filtro Whatman #41 e analisada para cromo usando um espectrômetro de emissão atômica de plasma indutivamente acoplado.

Este procedimento foi repetido duas vezes, mas em vez de permear uma mistura de óxido de lantânio e dióxido cério com os 100 mililitros de solução de teste de, utilizou-se 1,0 grama de cada um.

Os resultados destes testes 1-3 são descritos abaixo na Tabela 4.

Tabela 4 Número de Material Suspenso Oxiânion em Oxiânion Remo- Exemplo Água vido Oxiânion em Água Depois do Tes- (percentual) Antes do Teste te(ppmw) Elemento (ppmw)

0,5 gm La2O3

1 Cr 1,0 0,5 gm CeO2 ≦0,013 ≧98,7

2 Cr 1,0 1,0 gm CeO2 ≦0,001 ≧99,9

3 Cr 1,0 1,0 gm La2O3 ≦0,015 ≧98,5

0,5 gm La2O3

4 Sb 1,0 0,5 gm CeO2 ≦0,016 ≧98,4

5 Sb 1,0 1,0 gm CeO2 ≦0,016 ≧98,4

6 Sb 1,0 1,0 gm La2O3 ≦0,100 ≧90,0

0,5 gm La2O3

7 Mo 1,0 0,5 gm CeO2 ≦0,007 ≧99,3

8 Mo 1,0 1,0 gm CeO2 ≦0,001 ≧99,9

9 Mo 1,0 1,0 gm La2O3 ≦0,009 ≧99,1

1,0 gm La2O3

10 V 1,0 1,0 gm CeO2 ≦0,004 ≧99,6

11 V 1,0 1,0 gm CeO2 0,120 88,0

12 V 1,0 1,0 gm La2O3 ≦0,007 ≧99,3

0,5 gm La2O3

13 U 2,0 0,5 gm CeO2 ≦0,017 ≧98,3

14 U 2,0 1,0 gm CeO2 0,500 75,0

15 U 2,0 1,0 gm La2O3 ≦0,050 ≧95,0

0,5 gm La2O3

16 W 1,0 0,5 gm CeO2 ≦0,050 ≧95,0

17 W 1,0 1,0 gm CeO2 ≦0,050 ≧95,0

18 W 1,0 1,0 gm La2O3 ≦0,050 ≧95,0

Como pode ser visto, o óxido de lantânio, o dióxido de cério e a mistura igual de cada um foram eficazes na remoção de mais 98 por cento do cromo da solução de teste.

Testes 4-6 5 Os procedimentos dos Testes 1-3 foram repetidos, exceto que uma solução de teste contendo 1,0 ppmw de antimônio calculado como Sb foi usada em vez da solução de teste de cromo.

A solução de teste de anti- mônio foi preparada diluindo com água destilada uma solução-padrão certifi- cada contendo 100 ppmw de antimônio juntamente com 100 ppmw cada de As, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Fe, Li, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Se, Sr, Ti, Tl, V e Zn.

Os resultados destes testes também estão estabelecidos na Tabela 4 e mostra- ram que os dois compostos de terras raras, sozinhos ou em mistura, foram eficazes na remoção de 90% ou mais do antimônio da solução de teste.

Testes 7-9 Os procedimentos dos Testes 1-3 foram repetidos, exceto que uma solução de teste contendo 1,0 ppmw de molibdênio calculado como M foi usada em vez da solução de teste de cromo.

A solução de teste de mo- libdênio foi preparada diluindo com água destilada uma solução-padrão certi- ficada contendo 100 ppmw de molibdênio juntamente com 100 ppmw cada de As, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Fe, Li, Mg, Mn, Ni, Pb, Sb, Se, Sr, Ti, Tl, V e Zn.

Os resultados destes testes estão estabelecidos na Tabela 4 e mostraram que o óxido de lantânio, o dióxido de cério e a mistura de peso igual de cada um foram eficazes na remoção mais de 99 por cento do molibdênio da solu- ção de teste.

Testes 10-12 Os procedimentos dos Testes 1-3 foram repetidos, exceto que uma solução de teste contendo 1,0 ppmw de vanádio calculado como V foi usada em vez da solução de teste de cromo.

A solução de teste de vanádio foi preparada diluindo com água destilada uma solução-padrão certificada contendo 100 ppmw de vanádio juntamente com 100 ppmw cada de As, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Fe, Li, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Sb, Se, Sr, Ti, Tl e Zn.

Os resul- tados destes testes estão estabelecidos na Tabela 4 e mostraram que o óxi-

do de lantânio e a mistura de peso igual de óxido de lantânio e dióxido de cério foram eficazes na remoção mais de 98 por cento do vanádio da solu- ção de teste, enquanto o dióxido de cério removeu cerca de 88 por cento do vanádio. 5 Testes 13-15 Os procedimentos dos Testes 1-3 foram repetidos, exceto que uma solução de teste contendo 2,0 ppmw de urânio calculado como U foi usada em vez da solução de teste de cromo.

A solução de teste de urânio foi preparada diluindo uma solução padrão certificada contendo 1.000 ppmw de urânio com água destilada.

Esta solução não continha nenhum outro metal.

Os resultados destes testes estão estabelecidos na Tabela 4 e mostraram que, como nos Testes 10-12, o óxido de lantânio e a mistura de peso igual e óxido de lantânio e dióxido de cério foram eficazes na remoção grande maio- ria do urânio da solução de teste.

No entanto, como esses exemplos, o dió- xido de cério não foi tão eficaz na remoção de cerca de 75 por cento do urâ- nio.

Testes 16-18 Os procedimentos dos Testes 1-3 foram repetidos, exceto que uma solução de teste contendo 1,0 ppmw de tungstênio calculado como W foi usada em vez da solução de teste de cromo.

A solução de teste de tungs- tênio foi preparada diluindo uma solução padrão certificada contendo 1.000 ppmw de tungstênio com água destilada.

Esta solução não continha nenhum outro metal.

Os resultados destes testes estão estabelecidos na Tabela 4 e mostraram que o óxido de lantânio, dióxido de cério e a mistura de peso i- gual de óxido de lantânio e dióxido de cério foram igualmente eficazes na remoção mais de 95 por cento ou mais do tungstênio da solução de teste.

Exemplo 5 Este exemplo demonstra a afinidade dos halogênios para metais de terras raras.

Uma série de testes foi realizada para determinar se certos halogênios, particularmente fluoreto (e outros halogênios), competem com a ligação do arsênico ao cloreto de cério.

O arsênico é conhecido por se ligar fortemente ao cloreto de cério em meio aquoso, quando usando cloreto de cério (CeCl3) solúvel em água.

Esta afinidade de ligação do halogênio foi determinada por um estudo de comparação entre uma solução mãe conten- do fluoreto e um sem fluoreto.

Materiais utilizados foram: CeCl3 (1,194 M de Ce ou 205,43 g/L (Óxido de Terras Raras ou REO) e 400 mL da solução mãe.

Os componentes da solução mãe, em conformidade com NSF P231 "água de teste geral 2" ("NSF"), são mostrados nas Tabelas 5 e 6: Tabela 5. Quantidade de Reagentes Adicionados Quantidade de Reagen- Quantidade de Reagente te Adicionado Adicionado a 3,5 L (g) Sem Composto a 3,5 L (g) Fluoreto

Tabela 6. Concentração do Analito Calculado Elemento Concentração Teorética Concentração Teorética

(gm/L) (mg/L) Sem Fluoreto

Cl 19032 15090

Na 1664 862

K 24 22

Cu 4 4

Fe 125 124

Zn 11 11

As 1271 1271

Mg 25 20

Ca 36 36

Al 16 16

Si 50 50

S 79 79

F 663 0

O pH inicial da solução mãe foi pH aproximadamente 0-1. A 5 temperatura da solução mãe foi elevada para 70°C.

O tempo de reação ou residência foi de aproximadamente 90 minutos.

O procedimento para precipitar o arsenato de cério com e sem a presença de flúor é o seguinte: Etapa 1: Duas soluções mães sintéticas de 3,5L foram preparadas, uma sem flúor e uma com flúor.

Ambas as soluções continham os compostos lis- tados na Tabela 5.

Etapa 2: 400 mL de solução mãe sintética foi medido por gravimetria (402,4 lg) e transferido para um béquer de Pyrex de 600 mL.

O béquer foi então colocado na chapa de aquecimento/agitação e aquecido a 70°C, en- 5 quanto era agitado.

Etapa 3: Cloreto de cério suficiente foi adicionado à solução mãe para a- tingir uma razão molar predeterminada entre cério e arsênico.

Por exemplo, para alcançar uma razão molar de um mol de céria de um mol de arsênico, 5,68 mL de cloreto de cério foi medido por gravimetria (7,17 g) e adicionado à solução agitada.

Após a adição de cloreto de cério, um precipitado amare- lo/branco se formou instantaneamente, e o pH caiu devido à normalidade da solução de cloreto de cério sendo 0,22. O pH foi ajustado para aproximada- mente 7 usando 20% de hidróxido de sódio.

Etapa 4: Uma vez que o cloreto de cério foi adicionado à solução a 70°C, foi permitido que reagisse durante 90 minutos antes da amostragem.

Etapa 5: Repita as etapas 2-4 para todas as razões molares desejadas para solução contendo fluoreto e sem fluoreto.

Os resultados são apresentados na Tabela 7 e Figuras 55 e 56. Tabela 7. A concentração de arsênico residual na solução so- brenadante após precipitação com solução de cloreto de cério.

Tabela 7 Concentração de As Residual sem Razão Molar Concentração de As Residual com Presença de Fluoreto (mg/L) Presença de Fluoreto (mg/L)

1,00 578 0

1,10 425 0

1,20 286 0

1,30 158,2 0

1,40 58,1 0

1,50 13,68 0

1,60 3,162 0

1,71 0 0

1,81 10,2 0

1,90 0 0

2,01 0 0

Uma comparação das capacidades de carga para soluções con- tendo ou sem fluoreto mostra uma forte afinidade com halogênios e compos- tos halogenados.

A Figura 55 mostra a afinidade de cério III com o fluoreto 5 na presença de arsênico.

A Figura 56 mostra que as capacidades de carga (que é definida como mg de As por grama de CeO2) para soluções sem fluo- reto são consideravelmente mais elevadas em baixas razões molares entre cério e arsênico.

Sequestro de compostos orgânicos fluorados, particular- mente compostos farmacêuticos fluorados, usando metais de terras raras, e particularmente o cério, é claramente indicado.

Soluções com uma razão molar entre cério e arsênico de apro- ximadamente 1,4 para 1, ou maior, tinham uma diferença insignificante nas capacidades de carga entre solução que continham F-e não tinham F-. Isto nos leva a acreditar que 40% extra de cério eram necessários para seques- trar o F-; então o cério restante poderia reagir com o arsênico.

Estes resultados confirmam que a presença de fluoreto efetiva- mente compete com o sequestro de arsênico e outros materiais alvo.

A inter- ferência proveniente da reação concorrente formando CeF3; esta reação tem Ksp muito mais favorável.

Tendo em conta estes resultados, flúor e outros 5 halogênios devem ser removidos antes da adição do aditivo contendo terras raras.

Exemplo 6 Este exemplo demonstra a remoção bem sucedida de compos- tos contendo sulfato, compostos halogenados, compostos contendo carbo- nato e compostos contendo fosfato usando um pó de dióxido de cério Um pó de cério, tendo uma capacidade de remoção de arsênico de 400 ppb, entrou m contato com várias soluções contendo arsênico (III) como arsenito e arsê- nico (V) como arsenato e concentrações elevadas de compostos que com- petem pela afinidade de ligação conhecida entre arsênico e cério.

Os com- postos orgânicos concorrentes incluíram íons sulfato, íons fluoreto, íons clo- reto, íons carbonato, íons silicato e íons fosfato em concentrações de apro- ximadamente 500% da concentração NSF correspondente para o íon.

O pó de dióxido de cério foi posto em contato ainda com água NSF P231 "teste geral água 2" ("NSF") e destilada contaminada com arsênico.

Água destilada forneceu a medição de referência.

Os resultados são apresentados na Figura 55. Como pode ser visto na Figura 55, os íons na água do NSF causaram, em relação à destila- da água, uma capacidade de dióxido de cério menor para arsenito e arsena- to, indicando uma ligação bem sucedida destes compostos com o metal de terras raras.

A presença do íon carbonato diminuiu a capacidade de remo- ção do dióxido de cério para arsenito mais do que para arsenato.

A presença do íon silicato diminuiu substancialmente as capacidades de remoção de dióxido de cério para arsenito e arsenato.

Finalmente, íon fosfato causou a maior diminuição das capacidades de remoção de dióxido de cério para ar- senito (concentração de 10X NSF) e arsenato (concentração de NSFX 50), com a maior diminuição da capacidade de remoção para arsenito.

Exemplo 7 Diversos testes foram realizados para avaliar a fase de solução ou precipitações de íon cério solúvel.

Teste 1: 5 Soluções contendo 250 ppm de Cr(VI) foram alteradas com um equivalente molar de cério fornecido como cloreto de Ce(III) ou nitrato de Ce(IV). A adição de Ce(III) a cromato não teve qualquer efeito visível imedia- to na solução, no entanto 24 horas mais tarde parecia ser um precipitado fino de sólidos escuros.

Em contraste, a adição de Ce(IV) levou à formação imediata de uma grande quantidade de sólidos.

Como no exemplo anterior, alíquotas foram filtradas, e o pH a- justado em pH 3 para Ce(IV) e pH 5 para Ce(III). A adição de Ce(III) teve um impacto insignificante na solubilidade de Cr, no entanto o Ce(IV) removeu quase 90% do Cr da solução com pH 3. Teste 2: Soluções contendo 50 ppm de molibdênio padrão Spex ICP, presumivelmente molibdato, foram alteradas com um equivalente molar do cloreto de Ce(III). Tal como nos exemplos anteriores, um sólido foi observa- do após a adição de cério e uma alíquota foi filtrada através de um filtro se- ringa de 0,45 mícron para análise por ICP.

Com pH 3, quase 30 ppm de Mo permaneceu na solução, mas conforme o pH foi aumentado para 5, a con- centração de Mo caiu para 20 ppm, e perto de pH 7, a concentração de Mo foi apenas 10 ppm.

Exemplo 8 Estes exemplos examinaram a adsorção e a dessorção de uma série de ânions não arsênico usando métodos análogos aos estabelecidos para o teste de arsênico.

Permanganato: Dois exemplos foram realizados.

No primeiro exemplo, 40 g de pó de céria foram adicionados a 250 mL de 550 ppm da solução de KMnO4. No segundo exemplo, 20 g de pó de céria foram adicionados a 250 mL de 500 ppm da solução de KMnO4 e o pH foi reduzido com 1,5 mL de 4 N HCl.

Baixar o pH da suspensão aumentou quatro vezes a carga de Mn em céria.

Em ambos os exemplos, a céria entrou em contato com per- manganato por 18 horas, e, em seguida, filtrada para reter sólidos.

As solu- ções de filtrado foram analisadas para Mn usando ICP-AES, e os sólidos 5 foram lavados com 250 mL de água DI.

Sólidos com pH não ajustado foram lavados uma segunda vez.

Sólidos em contato com Mn filtrados e lavados foram pesados e divididos em uma série de três testes de extração e um controle.

Estes tes- tes examinaram a extensão em que o manganês pode ser recuperado da superfície de céria quando em contato com 1 N NaOH, ácido oxálico de 10% ou fosfato de 1 M, em comparação com o efeito da água DI nas mesmas condições.

A amostra de pó de céria carregada de permanganato em conta- to com a água como um controle exibiu a liberação de menos de 5% do Mn.

Como com arsenato, o NaOH promoveu efetivamente a dessorção de per- manganato da superfície de céria.

Isso indica que o nível de pH básico, ou basificação, atua como um interferente para remoção de permanganato por céria.

No caso do segundo exemplo, onde o pH foi reduzido, o efeito de Na- OH foi maior do que no primeiro caso, onde o permanganato adsorveu em condições de pH mais elevado.

O fosfato foi muito mais eficaz na indução de dessorção de per- manganato do que foi na indução de dessorção de arsenato.

O fosfato foi o mais eficaz promotor de dessorção que examinamos com permanganato.

Em outras palavras, a capacidade do pó de céria para remover permangana- to na presença de fosfato parece ser relativamente baixa, enquanto a capa- cidade do pó de céria para fosfato é muito maior do que para permanganato.

O ácido oxálico causou uma mudança significativa de cor na so- lução de permanganato, indicando que o Mn(VII) foi reduzido, possivelmente para Mn(II) ou Mn(IV), em que a formação de precipitados de MnO ou MoO2 impediria a detecção de Mn adicional que pode ou não ser removido da cé- ria.

Portanto, um redutor aparenta ser um interferente na remoção de céria de Mn(VII). Na amostra que não recebeu ajuste de pH, não foi detectado Mn dessorvido.

No entanto, na amostra preparada a partir da acidificação leve da suspensão, uma quantidade significativa de Mn foi recuperada da super- fície de céria.

Cromato 5 250 mL de solução foram preparados usando 0,6 g de dicromato de sódio, e a solução foi posta em contato com 20 g de pó de cério por 18 horas sem ajuste do pH.

A suspensão foi filtrada e os sólidos foram lavados com água DI e, em seguida, divididos em tubos de centrífuga de 50 mL para testar a capacidade de três soluções de extrair o cromo da superfície de cé- ria.

A capacidade de céria para cromato foi significativa e uma carga de > 20mg de Cr/g de céria foi alcançada sem quaisquer ajustes ao pH ou otimização de sistema (pH do filtrado foi aproximadamente 8). Da mesma forma, a extração de cromato adsorvido também foi prontamente realizada.

Elevar o pH da suspensão contendo céria carregada de cromato usando 1 N de NaOH foi o método mais eficaz de dessorção do cromo que foi testado.

Consideravelmente menos cromato foi dessorvido usando fosfato e menos ainda foi dessorvido usando ácido oxálico.

Isso indica que o fosfato e o ácido oxálico não são interferentes tão fortes para remoção de cromato em compa- ração à remoção de permanganato.

Na amostra de controle, apenas 5% do cromato foi recuperado quando o sólido carregado estava em contato com água destilada.

Antimônio A solubilidade do antimônio é bastante baixa e estas reações fo- ram limitadas pela quantidade de antimônio que poderia ser dissolvido.

Nes- te caso, 100 mg de óxido de antimônio (III) foram colocados em 1 litro de água destilada com 10ml de HCl concentrado, receberam vários dias para equilibrar, e foram filtrados através de uma membrana de policarbonato de 0,8 mícron para remover antimônio não dissolvido.

O litro da solução de an- timônio foi posto em contato com 16 g de pó de céria, que foi eficaz na re- moção de antimônio de solução, mas tinha muito pouco Sb(III) disponível para gerar uma alta carga na superfície.

Em parte devido à baixa cobertura de superfície e interações de superfície-ânion fortes, os testes de extração revelaram pequena recuperação de Sb. Até mesmo o uso de peróxido de hidrogênio, o que seria esperado para converter Sb(III) em uma espécie me- nos prontamente adsorvida de Sb(V), não resultou em quantidades significa- 5 tivas de recuperação de Sb. Arsênico As Tabelas 8-11 mostram os parâmetros e resultados de teste. Tabela 8: Carga de superfície de óxido de cério com arsenato e arsenito pa- ra a demonstração de tecnologias de dessorção de arsênico. Tabela 8

A B C D E F G H I J K L M [As] Massa pH Resid Carga Massa Massa Seca % de Enxá- Enxá- Final (g/L) [As] de As Úmida Úmida (g) Sólidos gue gue [As] CeO2 (mg/g) Vol [As] (mg/g) (ppm) (mL) (ppm) (g) As (III) 2,02 40,0 9,5 0 50,5 68 7,48 4,63 61,9 250 0 50,5 As (V) 1,89 40,0 5 149 43,5 69 8,86 5,33 60,2 250 163 42,5 Tabela 9: Carga de superfície de óxido de cério com arsenato e arsenito pa- ra a demonstração de tecnologias de dessorção de arsênico. [As] Residual Carga de As [As] Enxágu Final [As] (g/L) pH [As] (ppm) (mg/g) (ppm) (mg/g) As(III) 2,02 9,5 0 50,5 0 50,5 As(V) 1,89 5 149 43,5 163 42,5

Tabela 10: Extração de arsênico da superfície de céria usando reações re- dox e de competição Extractante pH % As(III) recuperado % As(V) recuperado

Água 7 0,0 1,7

1 N NaOH 13 0,2 60,5

20% NaOH 14 2,1 51,8

0,25 PO43- 8 0,4 15,0

10 g/L CO32- 10 2,0 7,7

10% oxalato 2,5 3,0 16,5

30% H2O2 6 2,0 1,5

H2O2/NaOH 13 25,2 31,0

0,1 M ascorbato 4 0,0 0,0

Tabela 11: Carga e extração de outros elementos adsorvidos da superfície 5 de céria (a extração é mostrada para cada método como o percentual de carga que é recuperado) cromato antimônio Permanganato Permanganato 8 2 6 11 pH da carga carga (mg/g) 20 1 4 0,7 água (% rec) 5,1 <2 2,6 3,4

1 N NaOH (% rec) 83 <2 49,9 17,8

10% oxálico (% rec) 25,8 2,3 22,8 <3

0,5 M PO43- (% rec) 60,7 78,6 45,8

30% H2O2 (% rec) 2,3

Exemplo 9 Partículas de estruvita compreendendo NH4MgPO4 · 6H2O foram misturadas nas soluções de CeCl3 tendo diferentes razões molares entre CeCl3e NH4MgPO4 · 6H2O de cerca de 0,8, 1,0, 1,2 e 1,5 de CeCl3 para NH4MgPO4 · 6H2O.

Em cada caso, a massa da estruvita era cerca de 0,2 g, sendo a concentração de CeCl3 cerca de 0,5 mol/L.

Além disso, prepararam- 5 se controles de cerca de 0,2 gramas de estruvita em cerca de 0,1 L de água deionizada.

O valor de pH de cada solução foi ajustado a um pH de cerca de pH 4,3 ± 0,2. Barras magnéticas de agitação foram usadas para agitar cada solução de amostra.

Depois de agitar por pelo menos cerca de 16 horas, os sólidos foram filtrados da solução.

Os sólidos filtrados foram analisados por difração de raios X e as soluções foram analisadas por ICP-MS.

Os valores de pH da solução finais das soluções variaram de cerca de pH 4,6 a cerca de pH 8,0. Os resultados estão resumidos na Tabela 12. Tabela 12 Concentrações Nominaiss Concentrações Residuais

Estru- pH P de vita Mg P Ce Mg P Ce Remo- Ini- pH ID da Amostra ção (mg) cial (ppm) (ppm) (ppm) Final (ppm) (ppm) (ppm) 1

A 205 5,0 203 258 935 8,0 140 7,9 <0,1 96,9%

B 205 5,6 203 259 1171 7,9 170 8,8 <0,1 96,6%

C 199 5,6 197 251 1360 5,3 170 <0,5 62 >99,8%

D 202 4,9 200 255 1732 4,7 190 <0,5 270 >99,8%

CONTROLE 198 5,6 196 250 0 9,3 19 21 0 N/A

CONTROLE 204 5,0 202 257 0 5,1 190 260 0 N/A

CONTROLE 200 7,0 198 253 0 7,5 70 100 0 N/A

Exemplo 10 Estruvita, NH4MgPO -6H2O, partículas foram misturadas em cer- ca de 0,1 L de soluções contendo cloretos de terras raras diferentes.

As so- luções de cloreto de terras raras eram soluções de cerca de 0,15 mol/L de LaCl3, CeCl3, PrCl3 e NdCl3. A massa de estruvita adicionada à cada solução de cloreto de terras raras tinha cerca de 0,2 g e a razão molar entre cloreto de terras raras e estruvita era cerca de 1,0. O pH da solução de cloreto de terras raras foi ajustado a um pH de cerca de pH 4,3 ± 0,2. Barras magnéti- cas de agitação foram usadas para agitar cada solução de amostra. Depois 5 de agitar por pelo menos cerca de 16 horas, os sólidos foram filtrados da solução. Os sólidos filtrados foram analisados por difração de raios X e as soluções foram analisadas por ICP-MS. Os valores de pH da solução finais variaram de cerca de pH 4,6 a cerca de pH 8,0. Os resultados estão resumi- dos na Tabela 13. Tabela 13 Concentrações Residuais Concentrações Nominais Elemento pH Mg P REE pH Mg P REE de Terra Estruvita P de Rar (mg) Inicial (ppm) (ppm) (ppm) Final (ppm) (ppm) (ppm) Remoção La 202 2,3 200 255 1142 2,7 150 <0,5 200 >99,8% Ce 201 7,0 199 254 1148 5,4 110 <0,5 220 >99,8% Pr 201 3,41 199 254 1156 3,8 190 <0,5 0,17 >99,8% Nd 202 2,7 200 255 1188 3,3 180 <0,5 ,012 >99,8% Exemplo 11 O exemplo 11 é um controle, tendo cerca de 0,2 g de estruvita, NH4MgPO4 · 6H2O, partículas misturadas em cerca de 0,1 L de um cloreto férrico ácido com 0,15 mol/L, FeCl3, solução. A razão molar entre o cloreto férrico e a estruvita foi cerca de 1,0 e o pH inicial da solução foi cerca de pH

2.5. O pH inicial da solução de controle foi baixo o suficiente para dissolver a estruvita sem a presença de cloreto férrico. Uma barra de agitação magnéti- ca foi usada para agitar a solução de controle. Depois de agitar por pelo me- nos cerca de 16 horas, os sólidos foram filtrados da solução de controle. Os sólidos filtrados foram analisados por difração de raios X e as soluções de controle foram analisadas por ICP-MS. o valor de pH da solução final foi cer- ca de pH 2,3. Os resultados estão resumidos na Tabela 14.

Tabela 14 Concentrações Nominais Concentrações Residuais Estruvita Mg P REE Mg P Metal P Elemento pH pH Metal (mg) Initial (ppm) (ppm) (ppm) Final (ppm) (ppm) (ppm) Removal Fe 200 2,5 198 252 454 2,3 190 22 2,2 91,3% Os Exemplos 9-11 mostram que a estruvita podem ser removida mais eficazmente com composições contendo terras raras do que com ou- 5 tros materiais de remoção, tais como o cloreto férrico. Exemplo 12 A Tabela 15 resume as capacidades de remoção de material de depósito de águas deionizadas e NSF para o dióxido de cério. Tabela 15 Removal Capacity (mg/g) Material de Depósito

DI NSF Antimonato 10,91 -- Arsenito 11,78 13,12 Arsenato 0,86 7,62 Nitrato -- 0,00 Fosfato -- 35,57 Sulfato -- 46,52 Exemplo 13 Foram realizados experimentos para remover metais e metaloi- des águas deionizadas e NSF padronizadas (ver Tabela 16) por uma com- posição contendo cério.

Tabela 16 Capacidade de Remoção (mg/g) Contaminante

DI NSF Antimônio y 10,91 Arsênico (III) 11,78 13,12 Arsênico (V) 0,86 7,62 Cádmio 10,73 9,75 Cromo (VI) 4,35 0,01 Cobre 9,91 11,65 Chumbo 15,23 7,97 Mercúrio 12,06 3,33 Urânio 12,20 9,10 Zinco 8,28 10,32 Como pode ser visto na Tabela 16, uma composição contendo cério é eficaz na remoção de espécie compreendendo os materiais alvo da 5 Tabela 16. Exemplo 14 Foram realizados experimentos para determinar qualitativamente a capacidade de um aditivo contendo cério para remover metais e metaloi- des águas deionizadas e NSF padronizadas (ver Tabela 17).

Tabela 17 Pode ser removido Contaminante

DI NSF Antimônio Sim ------ Arsênico (III) Sim Metais Sim Arsênicoc (V) Sim Sim Sim Cádmio Sim Cromo (VI) Sim ----- Cobre Sim Sim Chumbo Sim Sim Mercúrio Sim Sim Urânio Sim Sim Zinco Sim Sim Como pode ser visto na Tabela 16, uma composição contendo cério é eficaz na remoção de espécie compreendendo os materiais alvo da 5 Tabela 17. Exemplo 15 Foram realizados experimentos para determinar qualitativamente a remoção de contaminantes orgânicos, metais, metaloides e não metálicos de águas deionizadas e NSF padronizadas (ver Tabelas 18 e 19).

Tabela 18 Pb in NSF 53 Water Removal Capacities

Meios Capacidade de Remoção Média pH (meios mg Pb/g) % Médio de Remoção

CeO2 6,5 11,65 97,97

CeCO2 Aglomerado 6,5 6,35 54,41

CeO2 8,5 12,65 97,96

CeCO2 Aglomerado 8,5 6,85 52,43

Tabela 19 Vo- Tem- Massa Capacidade Amos- Inicial lume Final % de Meios po de dos de Remoção tra pH [Pb] Tra- [Pb] Remo tado Teste Meios (meios mg (ug/L) (ug/L) mo- d (L) (Hr) (g) de Pb/g) ção

1 6,5 477 0,50 24 0,0176 9,28 13,29 98,05

CeO2 2 6,5 477 0,50 24 0,0274 10,7 8,51 97,76

3 6,5 477 0,50 24 0,0178 9,04 13,14 98,10

1 6,5 438 0,50 24 0,0194 195 6,26 55,48 CeCO2 2 6,5 438 0,50 24 0,0178 209 6,43 52,28 Aglome- rado 3 6,5 438 0,50 24 0,0191 195 6,36 55,48

1 8,5 490 0,50 24 0,0216 8,28 11,15 98,31

CeO2 2 8,5 490 0,50 24 0,0174 11,9 13,74 97,57

3 8,5 490 0,50 24 0,0184 9,84 13,05 97,99

1 8,5 487 0,50 24 0,0204 215 6,67 55,85 CeCO2 Aglome- 2 8,5 487 0,50 24 0,0181 242 6,77 50,31 rado 3 8,5 487 0,50 24 0,0175 238 7,11 51,13

CeCO2 está sob a forma de um pó e CeO2 aglomerado é aglo- merado com um ligante polimérico.

Formas insolúveis de chumbo podem ser removidas de um meio aquoso contendo uma ou ambas das formas solúveis e insolúveis de chum-

bo pela composição contendo terras raras. O chumbo insolúvel pode estar sob a forma de chumbo coloidal e/ou substância particulada, tais como, mas não limitado a, um óxido de chumbo, hidróxido de chumbo, e/ou ó- xi(hidroxila) de chumbo. A composição de chumbo insolúvel pode estar em 5 uma forma hidratada, tendo um ou mais águas de hidratação. A composição de água de teste NSF é definida em um ou mais dos seguintes documentos: "NSF/ANSI 42-2007a NSF International Stan- dard/ American National Standard for Drinking Water Treatment Units - Drinking Water Treatment Units -Aesthetic Effects" Standard Developer - NSF International, Designado como uma Norma ANSI, 22 de outubro de 2007, American National Standards; "NSF/ANSI 53-2009e NSFInternational Standard/ American National Standard Drinking Water Treatment Units - Health Effects" Standard Developer - NSF International, designado como uma Norma ANSI, 28 de agosto de 2009; e "NSF/ANSI61 -2009 NSF Inter- national Standard/ American National Standard for Drinking Water Additives - Drinking Water System Components -Health Effects" Standard Developer NSF International, designado como uma Norma ANSI, 26 de agosto de

2009. Exemplo 16 Céria de área de superfície alta ("HAS") (Área de Superfície: 2 130±10 m /g) tendo uma carga de cerca de 20 mg foi posta em contato com um analito tendo cerca de 0,5 mg/L do reagente em questão e qualificação como água NSF 53. Os componentes de água NSF são fornecidos na Tabe- la 20 abaixo: Tabela 20: Componentes de Água NSF 53 Reagente Concentração (mg/L) Bicarbonato de Sódio 20 Sulfato de Magnésio 30 Cloreto de Cálcio 30

O analito tinha um pH de 12,25±0,25, uma temperatura de 20- 25°C (ou a temperatura ambiente.

O analito foi posto em contato com a céria HSF por aproxima- damente 24 horas. 5 Os reagentes em questão foram espécie de bismuto, cromo, co- balto, manganês, zinco e zircônio.

Sob as condições acima, acreditou-se que espécie primária estava em forma coloidal.

Os meios foram preparados medindo 20 mg de céria HSA em um recipiente de plástico para pesagem e molhando os meios de céria HAS com água desionizada durante pelo menos 30 minutos.

O analito foi preparado em lotes de 2,0 L em NSF 53. Água para remoção de chumbo sem chumbo adicionado. 1.000 mg/L padrões om base nítrica SPEX em foram obtidos e foram usados para preparar influentes de 0,5 mg/L dos reagentes em questão.

Esta solução foi misturada com um misturador de alto cisalhamento (Modelo Ninja: BL500 30) por 30 segundos.

O pH foi ajustado para pH 12,25±0,25 com 3M NaOH e misturado por mais 60 segundos.

Teste anterior com concentrações mais elevadas mostrou que a um pH de 12,25±0,25, substâncias particuladas estavam presentes.

A isoterma foi preparada despejando 500 mL de influentes em garrafas de 4.500 mL.

Os meios previamente umedecidos foram vertidos em cada garrafa de amostra de 500 mL.

Garrafas foram tampadas e seladas com fita isolante.

Cada garrafa foi, então, colocada dentro de um recipiente de rolamento que pode conter até 10 garrafas.

Os recipientes foram selados com fita adesiva e colocados sobre o aparelho de rolamento.

Amostras e controles foram rolados por 24 horas.

Após 24 horas, os recipientes de rola- mento foram removidos do aparelho e as garrafas foram retiradas dos reci- pientes.

Para cada amostra de metal, uma amostra de 5 mL foi tirada e diluída com a adição de concentração de ácido de nítrico de 3 mL e filtrada com um filtro 0,2µιη.

As amostras foram acidificadas para assegurar que to- dos os metais estavam na forma solúvel.

Amostras de metais foram analisa- das por Espectrometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado

(ICP-MS). Para confirmar a presença de metais coloidais, amostras primei- ramente foram filtradas para remover quaisquer substâncias particuladas e depois acidificadas para assegurar que metais estavam na forma solúvel.

As análises para estes testes estavam todas abaixo do limite de detecção para 5 o metal analisado.

Todas as isotermas foram preparadas e testadas da mesma forma e foram, portanto, facilmente comparáveis.

Conforme mostrado na Tabela 21, bismuto coloidal, cromo, manganês e zinco foram todos removidos da água NSF 53 com Céria HSA.

A capacidade de remover o reagente em questão foi baseada em pelo me- nos uma remoção de 10% do reagente em questão do influente.

Tabela 21 % de Re- Inicial [M+] Final [M+] Capacidade de moção Metal (ug/L) (ug/L) Remoção (meios mg M+/g)

Bismuto 409,6 88,53 7,73 78,39

Cromo 318,4 262,93 1,38 17,42

Cobalto 374,4 398,4 -0,59 -6,41

Manganês 417,6 366,4 1,27 12,26

Zinco 603,2 499,73 2,53 17,15

Zircônio 321,6 346,13 -0,62 -7,63

*Conc Final, Capacidade de Remoção e % de Remoção foram médias obti- das de três amostras Esta Tabela 22 apresenta a quebra de cobalto e zircônio.

Tabela 22 Inicial [M+] Final [M+] Capacidade de % de Re- Metal Remoção (meios moção (ug/L) (ug/L) mg M+/g)

Cobalto 9A 374,40 369,60 0,12 1,28

Cobalto 9B 374,40 440,00 -1,62 -17,52

Cobalto 9C 374,40 385,60 -0,27 -2,99

Zircônio 12A 321,60 316,80 0,12 1,49

Zircônio 12B 321,60 296,00 0,60 7,96

Zircônio 12C 321,60 425,60 -2,59 -32,34

Bismuto coloidal, cromo, manganês e zinco foram todos removi- dos da água NSF 53 com Céria HSA.

Estes resultados nos proporcionam um entendimento de que, sob condições ideais, estes reagentes podem ser re- 5 movidos usando céria HSA.

Exemplo 17 Este exemplo compara os vários resultados de teste para tirar conclusões sobre como mudanças na temperatura, área de superfície, espe- ciação e concentração afetam a capacidade de carga de arsênico para céria.

O procedimento experimental é definido abaixo: Material: CeO2: LOI-4,6%, SA-140 m2/g; CeO2: LOI - 6,3%, SA-210 m2/g Carga: 40 g Constituintes da Solução de Teste (adicionados a 20 L de água DI): 2244,45 g de NiSO4·6H2O 119,37 g de CuSO4·5H2O 57,81 H3BO3 406,11 NaCl 15,01 FeSO4·7H2O 4,79 g de CoSO4·7H2O 70 HCl con

Condições de solução de teste: pH: 1,63 Densidade: 1,08 mL/g Coluna de Influente: 5 pH: Para todas as colunas, variou de pH 1,1 a 1,2 Densidade: Para todas as colunas foi 1,08 g/mL Temperatura: Todas as colunas foram executadas à temperatura ambiente ~ 21°C ou a 70°C Vazão: Taxas de vazão variaram de 1 a 1,8 mL/min, ou 2,2% - 4,0% Volume do Leito Quantidade Aproximada de Floculantes Utilizados: 22 gotas de 1% de Nalco 7871 Dimensões do Leito da Coluna: Para todas as colunas 8,5-9 cm por 2,54 cm ID Meios: 150g de NaCl certificado ACS foi adicionado ao volumétrico 1 L.

O sal foi diluído em seguida até a marca de 1 L usando água DI.

O sal foi então transferido para um béquer de 2 L e aquecido para ferver.

Em segui- da, 15 mL de HCl concentrado foi adicionado à água fervente enquanto era agitado usando uma barra de agitação magnética.

Rapidamente após a adi- ção de HCl, 40,00 g de CeO2 seco foi lentamente adicionado na solução de sal ácida de mistura.

Esta solução pode ser agitada por 5 minutos.

Em se- guida, 22 gotas de 1% de Nalco 7871 foram adicionadas para clarificar a solução e impedir a classificação do material quando ele é adicionado à co- luna.

Carregamento da Coluna: Os meios de CeO2 floculados são transferidos para uma coluna de vidro de 2,54 cm por 30 cm.

Água DI é passada através do leito a 12 mL/min para decantar no leito até que esteja completamente decantada até 8,5 cm.

A água DI em cima do leito foi decantada e substituída com a solu- ção influente e, então, tampada e hermeticamente fechada.

Tabela 23 Concentração de Especiação Temp.

Carga em Teóri- Carga em Óxido As co de Terra Rara (mg/L) (°C) Teórico

1000 V 21 43 45

3000 V 21 46 48

1000 III 21 47 49

3000 III 21 50 52

1000 V 21 46 50

3000 V 21 50 54

1000 III 21 46 49

3000 III 21 53 56

1000 V 70 59 61

3000 V 70 67 70

1000 III 70 58 61

3000 III 70 64 67

1000 V 70 68 72

3000 V 70 77 82

1000 III 70 58 62

3000 III 70 74 74

6000 V 70 83 89

6000 V 21 72 78

6000 III 70 77 82

6000 III 21 69 73

Como pode ser visto na Tabela 23 e Figura 57, a capacidade de carga de espécie de arsênico de carga de óxido de cério (IV) é afetada por mudanças na temperatura, área de superfície, especiação e concentração de espécies de arsênico.

Exemplo 18 Este exemplo determinou que metais coloidais podem ser remo- vidos por óxido de cério (IV) de alta área de superfície ("HSA") de água NSF

53. Os parâmetros de teste foram como segue: 5 Parâmetros: Material: óxido de céria HSA (Área de Superfície: 130±10 m2/g) Carga: 20 mg Conc de Analito: 0,5 mg/L do reagente em questão água NSF 53 Tabela 24: Componentes de Água NSF 53 Reagente Concentração (mg/L) Bicarbonato de Sódio 20 Sulfato de Magnésio 30 Cloreto de Cálcio 30 pH: Varia Temperatura: temperatura ambiente 20-25°C Duração de Contato: 24 horas Metais Testados: Bismuto, Cromo, Cobalto, Manganês, Zinco, Zircônio, Alumínio e Cobre Preparação de Meios: 20 mg de óxido de céria HSA foi medido em um recipiente de plástico para pesagem. Os meios foram umedecidos com água DI por pelo menos 30 minutos. Preparação do Influente: O influente foi preparado em lotes de 2,0 L em água de remoção de Chumbo NSF 53 sem Chumbo adicionado. 1000 mg/L padrões om base nítrica SPEX em foram obtidos e foram usados para preparar influentes de 0,5 mg/L dos reagentes em questão. Esta solução foi primeiramente mistu- rada com um misturador de alto cisalhamento (Modelo Ninja: BL500 30) por 30 segundos, em seguida, o pH é ajustado com 3M NaOH ou conc. HCl, a solução foi então misturada por mais 30 segundos. Valores de Potencial de Oxidação Redução ("ORP") foram então ajustados usando Sulfito de Sódio sólido ou solução de 12,5% de NaCIO (ver Tabela 25). Tabela 25: Condições de Teste Espécie Me- pH Amostra ORP Alvo ORP Re- Metal tal pH Alvo Real ID (mV) al(mV)

1 BiOOH (S) 12,75- Bismuto -400 - 400 20 13 14

**1A Bismuto Bi(S) 1-14 -400 225 1,68

2 Cromo Cr2O3 (S) >7,5 -400 -100 56 8,54

2A Cobalto CoO2 (S) 12 na na 12,12

3 Manganês MnO2 (S) 5 - 14 500 350 11,95

3A Manganês Mn2O3 (S) 11 - 12 200 - 300 279 11,04

3B Manganês Mn3O4 (S) 12 ± 0,5 0 - 100 14 12

Zn(OH)2 (S) 8,5 - 5 Zinco -500 - 600 420 10,28 11,5

6 ZrO2 (S) >8,5 na na 12,06 Zircônio Al2O3(H2O)(S) 5,75 - 7 -400 - 800 275 6,74 Alumínio 7,5

8 Cobre Cu(OH)2 (S) 8 - 10 100 - 700 500 9,50

8a Cobre Cu2O (S) 9 - 12 -100 - 50 49 9,91

* * O valor ORP correto não foi obtido. 5 Procedimento de Teste: Procedimento de preparação de Isoterma: Quatro frascos de 500 mL foram carregados com 500 g de in- fluentes cada.

Os meios previamente umedecidos foram vertidos em cada garrafa de amostra de 500 mL.

Garrafas foram tampadas e seladas com fita isolante.

Cada garrafa foi, então, colocada dentro de um recipiente de rolamento que pode conter até 10 garrafas.

Os recipientes foram, então, selados com fita adesiva e colocados sobre o aparelho de rolamento.

As amostras foram roladas por 24 horas.

Após 24 horas, os recipientes de ro- lamento foram removidos do aparelho e as garrafas foram retiradas dos recipientes.

Procedimento de Preparação de Amostra para Análise: Para cada amostra de metal, uma amostra de 5 mL foi tirada e diluída com a adição de 5 mL de 10% de ácido nítrico e filtrada com um filtro 0,2µιη.

As amostras foram acidificadas para assegurar que todos os metais 5 estavam na forma solúvel.

Amostras de metais foram analisadas por Espec- trometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). Para confirmar a presença de metais insolúveis, as amostras foram filtradas pri- meiramente com um filtro 0,2 µm para remover quaisquer metais insolúveis, depois acidificadas para garantir que todas as amostras fossem as mesmas.

Todas as isotermas foram preparadas e testadas da mesma forma e foram, portanto, facilmente comparáveis.

Resultados: Como mostrado nas Tabelas 26 e 27, Cr2O3(S), Mn3O4(S) Al2O3(H2O)(S), Cu(OH)2(S) e Cu2O (S) foram todos removidos da água 53 NSF com Céria HSA.

A capacidade de remover o reagente em questão foi baseada em pelo menos uma remoção de 10% do reagente em questão do influente.

Tabela 26 Espécie Metal Inicial Capacidade de ID da Final [M+] % de Metal [M+] Remoção (mei- Amostra (ug/L) Remoção (ug/L) os mg M+/g)

1 Bismuto BiOOH (S)

**1A Bismuto Bi(S)

2 Cromo Cr2O3 (S) 286,11 61,04 5,54 78,67

2A Cobalto CoO2 (S) 371,4 395,40 -0,59 -6,46

3 MnO2 (S) 24,10 59,35 -0,88 -146,23 Manganês 3A Mn2O3 (S) 31,84 114,10 -2,03 -258,35 Manganês 3B Mn3O4 (S) 414,6 363,40 1,27 12,35 Manganês 5 Zinco Zn(OH)2 (S) 27,50 13,42 0,35 51,21

6 Zircôni ZrO2 (S) 319,1 343,63 -0,62 -7,69

7 Alumínio Al2O3(H2O)(S) 349,80 1,72 8,70 99,51

8 Cobre Cu(OH)2 (S) 291,96 2,12 7,22 99,27

8a Cobre Cu2O (S) 343,10 2,92 8,25 99,15

* Conc Final, Capacidade de Remoção e % de Remoção foram médias obtidas de três amostras

**O valor ORP correto não foi obtido

Tabela 27

Metal Insolúvel Removido

Espécie Me- Capacidade tal Inicial de Remo- % de Remo- Final [M+] Metal Usado [M+] ção (meios ção (ug/L) mg M+/g) (ug/L)

Cobalto 2AA CoO2 (S) 371,40 366,60 0,12 1,29

Cobalto 2AB CoO2 (S) 371,40 437,00 -1,62 -17,66

Cobalto 2AC CoO2 (S) 371,40 382,60 -0,27 -3,02

Manganes 3A MnO2 (S) 24,102 41 -0,39 -68,04

Manganês 3B MnO2 (S) 24,102 72 -1,19 -197,57

Manganês 3C MnO2 (S) 24,102 66 -1,05 -173,09

Manganês 3AA Mn2O3 (S) 31,84 69 -0,91 -117,40

Manganês 3AB Mn2O3 (S) 31,84 115 -2,05 -260,80

Manganês 3AC Mn2O3 (S) 31,84 158 -3,13 -396,86

Zinco 5A Zn(OH)2 (S) 27,5 27 0,00 0,20

Zinco 5B Zn(OH)2 (S) 27,5 -22 1,22 178,84

Zinco 5C Zn(OH)2 (S) 27,5 34 -0,17 -25,41

Zircônio 6A ZrO2 (S) 319,10 314,30 0,12 1,50

Zircônio 6B ZrO2 (S) 319,10 293,50 0,60 8,02

Zircônio 6C ZrO2 (S) 319,10 423,10 -2,59 -32,59

Conclusões: Cromo coloidal, alumínio e cobre foram todos removidos da água NSF 53 com Céria HSA.

Alguns experimentos indicaram que zircônio, zinco e cobalto também foram removidos.

A capacidade de céria HAS de remover o manganês não ficou clara.

Exemplo 19 Este exemplo determinou se metais coloidais podem ser removi- dos por óxido de cério (IV) de alta área de superfície ("HSA") de água NSF

53. Os parâmetros de teste foram como segue: 5 Parâmetros: Material: Céria HSA (Área de Superfície: 130±10 m2/g) Carga: 20 mg. Conc de Analito: 0,5 mg/L do reagente em questão água NSF 53, ver Tabela 34. Tabela 34: Componentes de Água NSF 53 Reagente Concentração (mg/L) Bicarbonato de Sódio 20 Sulfato de Magnésio 30 Cloreto de Cálcio 30 pH, ORP: Varia, ver Tabela: 28. Temperatura: temperatura ambiente 20-25°C Duração de Contato: 24 horas. Metais Testados: Bismuto, Cromo, Cobalto, Manganês, Zinco, Zircônio, Alumínio e Cobre. Preparação de Meios: 20 mg de óxido de Céria HSA foi medido em um recipiente de plástico para pesagem. Os meios foram umedecidos com água DI por pelo menos 30 minutos. Preparação do Influente: O influente foi preparado em lotes de 2,0 L em água de remoção de Chumbo NSF 53 sem Chumbo adicionado. 1000 mg/L padrões om base nítrica SPEX em foram obtidos e foram usados para preparar influentes de 0,5 mg/L dos reagentes em questão. Esta solução foi primeiro misturada com um misturador de alto cisalhamento (Modelo Ninja: BL500 30) por 30 segundos, em seguida, o pH é ajustado com 3M NaOH ou conc. HCL, a solução foi en- tão misturada por mais 30 segundos. Valores de ORP foram então ajustados usando Sulfito de Sódio sólido ou solução de 12,5% de NaCIO.

Tabela: 28 ID da Espécie de ORP Alvo ORP Real pH Real Metal pH Alvo Amostra Metal (mV) (mV)

1 Bismuto BiOOH (S) 12,75-14 -400 - 400 20 13,00

**1A Bismuto Bi(S) 1-14 -400 20-225 12,05

2 Cromo Cr2O3 (S) >7,5 -400 -100 56 8,54

2A Cobalto CoO2 (S) 12 na na 12,12

3 Manganês MnO2 (S) 5 - 14 500 350 11,95

3A Manganês Mn2O3 (S) 11 - 12 200 - 300 279 11,04

3B Manganês Mn3O4 (S) 12 ± 0,5 0 - 100 14 12,05

5 Zinco Zn(OH)2 (S) 8,5 - 11,5 -500 - 600 420 10,28

6 ZrO2 (S) >8,5 na na 12,06 Zircônio 7 Alumínio Al2O3(H2O)(S) 5,75 - 7,5 -400 - 800 275 6,74

8 Cu(OH)2 (S) 8 - 10 100 - 700 500 9,50 Cobre 8a Cu2O (S) 9 - 12 -100 - 50 49 9,91 Cobre

**Valor de ORP estimado, valor correto para Bi(S) nunca obtido, valor regis- trado corresponde a BiO. 5 Procedimento: Procedimento de Preparação de Isoterma: Quatro frascos de 500 mL foram carregados com 500 g de influ- entes cada.

Os meios previamente umedecidos foram vertidos em cada gar- rafa de amostra de 500 mL.

Garrafas foram tampadas e seladas com fita isolante.

Cada garrafa foi, então, colocada dentro de um recipiente de rola- mento que pode conter até 10 garrafas.

Os recipientes foram, então, selados com fita adesiva e colocados sobre o aparelho de rolamento.

As amostras foram roladas por 24 horas.

Após 24 horas, os recipientes de rolamento fo- ram removidos do aparelho e as garrafas foram retiradas dos recipientes.

Procedimento de Preparação de Amostra para Análise: Para cada amostra de metal, uma amostra de 5 mL foi tirada e diluída com a adição de 5 mL de 10% de ácido nítrico e filtrada com um filtro 0,2µm.

As amostras foram acidificadas para assegurar que todos os metais estavam na forma solúvel.

Amostras de metais foram analisadas por Espec-

trometria de Massas com Plasma Indutivamente Acoplado (ICP-MS). Para confirmar a presença de metais insolúveis, as amostras foram filtradas pri- meiramente com um filtro 0,2 µm para remover quaisquer metais insolúveis, depois acidificadas para garantir que todas as amostras fossem as mesmas.

Todas as isotermas foram preparadas e testadas da mesma forma e foram, portanto, facilmente comparáveis.

Resultados: Os resultados são apresentados nas Tabelas 29-30. Tabela: 29 Espécie Capacidade Metal Alvo Inicial Final % de ID da de Remoção Metal s [M+] [M+] Remo- Amostra (meios mg (ug/L) (ug/L) ção M+/g

1 Bismuto BiOOH (S) 557,17 27,77 13,16 95,02

1A Bismuto BiO+ 409,6 88,53 7,73 78,39

2 Cromo Cr2O3 (S) 286,11 61,04 5,54 78,67

2A Cobalto CoO2 (S) 371,4 395,40 -0,59 -6,46

3 Manganês MnO2 (S) 493 59,35 10,67 87,96

3A Manganês Mn2O3 (S) 512,5 114,10 9,79 77,74

3B Manganês Mn3O4 (S) 414,6 363,40 1,27 12,35

5 Zinco Zn(OH)2 (S) 532 13,42 12,85 97,48

6 Zircônio ZrO2 (S) 319,1 343,63 -0,62 -7,69

7 Alumínio Al2O3(H2O)(S) 349,80 1,72 8,70 99,51

8 Cobre Cu(OH)2 (S) 291,96 2,12 7,22 99,27

8a Cobre Cu2O (S) 343,10 2,92 8,25 99,15

* Conc Final, Capacidade de Remoção e % de Remoção foram médias obti- das de três amostras.

Tabela: 30

METAL INSOLÚVEL REMOVIDO Espécie Capacidade Metal Alvo Inicial Metal Usado Final [M+] de Remoção % de [M+] (ug/L) (meios mg Remoção (ug/L) M+/g) Cobalto 2AA CoO2 (S) 371,40 366,60 0,12 1,29 Cobalto 2AB CoO2 (S) 371,40 437,00 -1,62 -17,66 Cobalto 2AC CoO2 (S) 371,40 382,60 -0,27 -3,02 Zircônio 6A ZrO2 (S) 319,10 314,30 0,12 1,50 Zircônio 6B ZrO2 (S) 319,10 293,50 0,60 8,02 Zircônio 6C ZrO2 (S) 319,10 423,10 -2,59 -32,59 * Esta tabela foi incluída devido a capacidades de remoção negativas ou concentrações finais negativas de Cobalto, Manganês, Zinco e Zircônio inso- lúveis. 5 Conclusões Todas as soluções de metais foram preparadas em água de tes- te de Arsênico NSF 53 sem a adição de As. Estas soluções foram todas de- safiadas com óxido de cério (CeO2) HSA. Houve remoção definitiva de Bi (espécie alvo BiOOH(s), BiO+). Houve remoção definitiva de Cr (espécie alvo Cr2O3(s)), Mn (espécie alvo MnO2(s), Mn2O3(s), e Mn3O4(s)), Zn (espécie alvo Zn(OH)2(s)), Al (espécie alvo Al2O3(H2O)(S)), Cu (espécie alvo Cu(OH)2(s) e Cu2O(s)), e Zr (espécie alvo ZrO2(s)), Houve aparente remoção de Co (espé- cie alvo CoO2(s)) no ensaio 2AA. Estes resultados nos dão uma compreen- são de que, sob condições controladas, compostos insolúveis de Al, Co, Cr, Cu, Mn, Zn, e Zr podem ser removidos usando o óxido de cério HSA (CeO2). As Figuras 58-65 mostram diagramas de Pourbaix do estado da arte para os materiais acima. Exemplo: 20 Este exemplo determinou se metais solúveis selecionados po- dem ser removidos por óxido de cério (IV) HAS de água NSF 53.

Parâmetros: Material: Céria HSA (Área de Superfície: 130±10 m2/g) Carga: 20 mg.

Conc de Analito: 0,5 mg/L do reagente em questão água NSF 5 53, ver Tabela 31. Tabela 31: Componentes de Água NSF 53 Reagente Concentração (mg/L) Silicato de Sódio 95 Bicarbonato de Sódio 250 Sulfato de Magnésio 130 Nitrato de Sódio 12 Cloreto de Cálcio 150 pH, ORP: Varia, ver Tabela: 32. Temperatura: temperatura ambiente 20-25°C Duração de Contato: 24 horas Metais Testados: Alumínio (Al), Bário (Ba), Cádmio (Cd), Cromo (Cr), Cobalto (Co2+), Cobre (Cu2+), Ferro (Fe2+), Manganês (Mn2+) e Níquel (Ni2+). Preparação de Meios: 20 mg de óxido de Céria HSA foi medido em um recipiente de plástico para pesagem.

Os meios foram umedecidos com água DI por pelo menos 30 minutos.

Preparação do Influente: O influente foi preparado em lotes de 2,0 L em água de remoção de Chumbo NSF 53 sem arsênico adicionado. 1000 mg/L padrões om base nítrica SPEX em foram obtidos e usados para preparar influentes de 0,5 mg/L dos reagentes em questão.

Esta solução foi misturada usando uma placa de agitação e, em seguida, o pH foi ajustado com 3M NaOH ou 3M HCl.

Valores de ORP foram então ajustados usando Sulfito de Sódio sólido ou solução de 12,5% de NaCIO.

Tabela: 32 Faixa de Faixa de ID da Metal Grupo pH Rea ORP Espécie Página pH ORP Amostra Real 1 Alumínio Al3+ 22 13 <4,5 3,26 >0 375

2 Ba2+ 40 2 <11 7,93 any 305 Bário 2+ 3 Cd 60 12 1-8,5 7,29 0-800 320 Cádmio 4 Cr3+ 78 6 <3 2,23 0-800 400 Cromo 5 Cobalto Co2+ 74 9 1-8,5 7,07 0-800 370

6 Cobre Cu2+ 86 11 <7,5 5,62 >200 385

7 Ferro Fe2+ 102 8 <7 4,46 0-400 160

8 Mn2+ 146 7 <9 7,63 0-800 225 Manganês 9 Níquel Ni2+ 170 10 <9 7,84 >-400 245

Procedimento: Procedimento de Preparação de Isoterma: 5 Quatro frascos de 500 mL foram carregados com 500 g de influ- entes cada.

Os meios previamente umedecidos foram vertidos em cada gar- rafa de amostra de 500 mL.

Garrafas foram tampadas e seladas com fita isolante.

Cada garrafa foi, então, colocada dentro de um recipiente de rola- mento que pode conter até 10 garrafas.

Os recipientes foram, então, selados com fita adesiva e colocados sobre o aparelho de rolamento.

As amostras foram roladas por 24 horas.

Após 24 horas, os recipientes de rolamento fo- ram removidos do aparelho e as garrafas foram retiradas dos recipientes.

Procedimento de Preparação de Amostra para Análise: Para cada amostra de metal, uma amostra de 6 mL foi tirada e diluída com a adição de concentração de ácido de nítrico de 0,0667 mL e, então, filtrada com um filtro 0,2µm.

As amostras foram acidificadas para as- segurar que todos os metais estavam na forma solúvel.

Amostras de metais foram analisadas por ICP-MS.

Todas as isotermas foram preparadas e tes- tadas da mesma forma e foram, portanto, facilmente comparáveis.

Resultados: Os resultados são apresentados nas Tabelas 32 a 33.

Tabela: 33 Inicial Final Capacidade de ID da % de Re- Metal Espécie [M+] [M+] Remoção (meios moção Amostra mg M+/g) (ug/L) (ug/L) 1 Alumínio Al3+ 520,6927 517,14 0,09 0,68 2 Bário Ba2+ 536,0268 500,73 0,84 6,59 3 Cádmio Cd2+ 487,4688 101,46 9,05 79,19 4 Cromo Cr3+ 559,3613 509,80 1,22 8,86 5 Cobalto Co2+ 504,0252 398,98 2,53 20,84 6 Cobre Cu2+ 464,801 126,75 8,21 72,73 7 Ferro Fe2+ 651,8104 544,92 2,59 16,40 8 Manganês Mn2+ 520,5816 203,97 7,33 60,82 9 Níquel Ni2+ 486,8021 427,84 1,44 12,11 *Conc Final, Capacidade de Remoção e % de Remoção foram médias obti- das de três amostras 5 Conclusões: Houve remoção definitiva por céria HSA de Al3+, Ba2+, Cd2+, Cr3+, Co2+, Cu2+, Fe2+, Mn2+e Ni2+ dissolvidos ou solúveis em água de água NSF

53. As Figuras 3A-E (alumínio), 6A-E (cromo), 7A-F (manganês), 8A-F (ferro), 9A-E (cobalto), 10A-E (níquel), 11A-E (cobre), 24A-C (cádmio), 66-E (bário) e 67A-E (rádio) são diagramas de Pourbaix do estado da técni- ca para os metais acima. Um número de variações e modificações da divulgação pode ser usado. Uma ou mais das modalidades da divulgação podem ser usadas se- paradamente e em combinação. Ou seja, qualquer modalidade pode ser so- zinha e todas as combinações e permutações das mesmas podem ser usa- das. Seria possível fornecer algumas características da divulgação sem for- necer outras. A presente divulgação, em várias modalidades, configurações ou aspectos, inclui componentes, métodos, processos, sistemas e/ou aparelhos substancialmente como retratados e descritos neste documento, incluindo várias modalidades, configurações, aspectos, subcombinações e subconjun- tos dos mesmos.

Aqueles versados na técnica vão entender como fazer e usar as várias modalidades, configurações ou aspectos após a compreensão 5 da presente divulgação.

A presente divulgação, em várias modalidades, con- figurações e aspectos, inclui o fornecimento de dispositivos e processos na ausência de itens não descritos e/ou descrito neste documento ou em várias modalidades, configurações ou aspectos do presente, inclusive na ausência de tais itens, como podem ter sido usados em dispositivos ou processos an- teriores, por exemplo, para melhorar o desempenho, alcançar facilidade e/ou reduzir o custo de implementação.

A discussão precedente foi apresentada para fins de ilustração e descrição.

O disposto acima não pretende limitar a divulgação para a forma ou formas divulgadas neste documento.

Na Descrição Detalhada acima, por exemplo, vários recursos da divulgação são agrupados em um ou mais mo- dalidades, configurações ou aspectos com a finalidade de simplificar a divul- gação.

As características das modalidades, configurações ou aspectos da divulgação podem ser combinadas em modalidades, configurações ou as- pectos alternativos que não os discutidos acima.

Este método de divulgação não deve ser interpretado como refletindo uma intenção de que qualquer reivindicação e/ou combinação de reivindicações exija mais recursos do que expressamente mencionado em cada reivindicação.

Em vez disso, como as seguintes reivindicações refletem, aspectos inventivos se encontram em menos do que todas as características de uma única modalidade, configura- ção ou aspecto divulgado acima.

Assim, as seguintes reivindicações são incorporadas pelo presente esta Descrição Detalhada, com cada reivindica- ção sendo independente como uma modalidade preferencial separada.

Além disso, embora a descrição da divulgação incluísse as des- crições de uma ou mais modalidades, configurações ou aspectos e certas variações e modificações, outras variações, combinações e modificações se encontram no escopo da divulgação, por exemplo, como pode estar dentro da habilidade e conhecimento daqueles versados na técnica, após a com-

preensão da presente divulgação.

Pretende-se obter direitos que incluem modalidades, configurações ou aspectos alternativos ao permitido, incluindo estruturas, funções, faixas ou etapas alternativas, intercambiáveis e/ou equi- valentes àquelas reivindicadas, estando ou não tais estruturas, funções, fai- xas ou etapas alternativas, intercambiáveis e/ou equivalentes divulgadas no presente documento e sem a intenção de dedicar publicamente qualquer matéria patenteável.

Claims (11)

REIVINDICAÇÕES

1. Método, caracterizado pelo fato de que compreende: o contato, em um meio líquido, de um aditivo contendo terras ra- ras com um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou meta- 5 loide para remover o um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide.

2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal ou metaloide tem um número atômico selecionado do grupo consistindo em 5, 13, 22-33, 40-52, 56, 72-84 e 88-94, e um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide tem uma ou mais das seguintes fórmulas: M(H2O)6n, M(H2O)5OH(n-1), M(OH)(n-1) M(H2O)4(OH)2(n-2), M(OH)2(n-2), M(H2O)3(OH)3(n-3), M(OH)3(n-3), M(H2O)2(OH)4(n-4), M(OH)4(n-4), M(H2O)(OH)5(n-5), M(OH)5(n-5), M(OH)6(n-6), M(H2O)5CO3(n-2), MCO3(n-2), M(H2O)4(CO3)2(n-4), M(CO3)2(n-4), M(H2O)3(CO3)3(n-6), M(CO3)3(n-6), M(H2O)2(CO3)4(n-8), M(CO3)4(n-8), M(H2O)(CO3)5(n-10), M(CO3)5(n-10), M(CO3)6(n- 12) , M(H2O)4n, M(H2O)3OH(n-1), M(H2O)2(OH)2(n-2), e M(H2O)(OH)3(n-3), em que "M" é o metal ou metaloide, em que "n" é um número real ≤ 8, e em que "n" representa uma carga ou um estado de oxidação de "M".

3. Método de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o meio líquido é aquoso e tem um Eh e um pH suficientes para tornar o um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou meta- loide como a espécie primária de M.

4. Método de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o Eh e o pH são determinados usando um diagrama de Pourbaix de uma ou mais das Figuras 2 a 47 e 57 a 65.

5. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo contendo terras raras está sob a forma de cério (IV) e/ou cério (III), sendo que M é o chumbo.

6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal ou metaloide está sob a forma de um dentre: i) um hidróxido; ou ii) um carbonato.

7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo 5 fato de que o metal ou metaloide está sob a forma de um hidrato de metal ou metaloide.

8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o metal ou metaloide é um ou mais de boro, vanádio, cromo, cádmio, antimônio, chumbo e bismuto.

9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de contato compreende uma das seguintes subetapas (a) a (d): (a) a introdução, no meio, de um agente oxidante para oxidar uma espécie contendo um material alvo que compreende o metal ou meta- loide para uma espécie primária sob a forma do um ou mais de um hidróxi- do, carbonato e hidrato de metal ou metaloide, a espécie contendo o materi- al alvo sendo diferente do um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide; (b) a introdução, no meio, de um agente redutor para reduzir uma espécie contendo um material alvo que compreende o metal ou o meta- loide para uma espécie primária sob a forma do um ou mais de um hidróxi- do, carbonato e hidrato de metal ou metaloide, a espécie contendo o materi- al alvo sendo diferente do um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide; (c) a introdução, no meio, de uma base e/ou um equivalente de base para converter uma espécie contendo um material alvo que compreen- de o metal ou o metaloide em uma espécie primária sob a forma do um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide, a espécie contendo o material alvo sendo diferente do um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide; e (d) a introdução, no meio, de um ácido e/ou um equivalente de ácido para converter uma espécie contendo um material alvo que compre-

ende o metal ou o metaloide em uma espécie primária sob a forma do um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide, a espécie contendo o material alvo sendo diferente do um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide; e 5 posteriormente, o contato, no meio, do aditivo contendo terras raras com o um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide para remover o um ou mais de um hidróxido, carbonato e hidrato de metal ou metaloide.

10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o aditivo contendo terras raras é um dentre solúvel em água ou insolúvel em água.

11. Composição, caracterizada pelo fato de que compreende a seguinte forma: onde 0 ≤ X ≤8, em que MS é um dos seguintes: M(H2O)6n, M(H2O)5OH(n-1), M(OH)(n-1) M(H2O)4(OH)2(n-2), M(OH)2(n-2), M(H2O)3(OH)3(n-3), M(OH)3(n-3), M(H2O)2(OH)4(n-4), M(OH)4(n-4), M(H2O)(OH)5(n-5), M(OH)5(n-5), M(OH)6(n-6), M(H2O)5O(n-2), M(H2O)4(O)2(n-4), M(H2O)3(O)3(n-6), M(H2O)2(O)4(n-8), M(H2O)(O)5(n-10), M(H2O)5CO3(n-2), MCO3(n- 2) , M(H2O)4(CO3)2(n-4), M(CO3)2(n-4), M(H2O)3(CO3)3(n-6), M(CO3)3(n-6), M(H2O)2(CO3)4(n-8), M(CO3)4(n-8), M(H2O)(CO3)5(n-10), M(CO3)5(n-10), M(CO3)6(n- 12) , M(H2O)4n, M(H2O)3OH(n-1), M(H2O)2(OH)2(n-2), M(H2O)(OH)3(n-3), M(H2O)3O(n-2), M(H2O)2(O)2(n-4), e M(H2O)(O)3(n-6), em que "M" é um metal ou metaloide tendo um número atômico se- lecionando do grupo consistindo em 5, 13, 22-33, 40-52, 56, 72-84 e 88-94, em que "n" é um número real ≤ 8, e em que "n" representa uma carga ou um estado de oxidação de "M".