Rare Earths in Brazil: Historical Aspects, Production, and Perspectives

Abstract

RARE EARTHS IN BRAZIL: HISTORICAL ASPECTS, PRODUCTION, AND PERSPECTIVES. This contribution introduces a brief discussion about the properties and applications of the rare earth elements, with a focus on their current status in Brazil. The general chemical properties, main applications and historical background of the chemistry of these elements are presented, and special attention is devoted to the development of the exploitation and both academic and industrial activities involving rare earths in Brazil. A discussion of the current world scenario ensues and some perspectives regarding the prospection, market and government policy concerning the rare earth elements in Brazil are given.Keywords: rare earths; lanthanides; research in Brazil. INTRODUÇÃOInfelizmente, as terras raras (TR) são um exemplo adicional de recursos brasileiros subaproveitados graças à falta de políticas estratégicas de gestão. O Brasil figura na maioria dos livros e revisões sobre a história, a ocorrência e prospecção desses elementos, [1][2][3][4][5] mas é ponto pacífico entre os diversos setores da academia e da indústria que o papel efetivo ocupado pelo país na atualidade está bastante aquém do potencial brasileiro. Contudo, a situação não é peculiar ao Brasil. As TR revelaram ao mundo, recentemente, um fenômeno de perda de competências em áreas como química, geologia e engenharias de minas e produção, por mais que os indicadores gerais em tais setores sejam normalmente crescentes. Após a primeira década deste milênio, vários países, como EUA, França e Austrália, tiveram a triste constatação de que o fechamento de indústrias de processamento mineral pode não só levar à perda de empregos e de bens de produção, mas também ao desaparecimento de conhecimentos e habilidades raros envolvidos nas técnicas de exploração. Sem tais competências humanas, não há tecnologia ou inovação, de modo que longos períodos são necessários para a recuperação desses recursos, envolvendo, invariavelmente, um elevado custo coletivo.As TR correspondem a apenas 0,01% da produção mundial de metais, cujo maior volume, por exemplo, é associado à siderurgia (90%). Em termos econômicos, o mercado de TR representa apenas 3% do valor relacionado somente à indústria do cobre. Por mais que as TR contribuam com frações tão pequenas, sua importância estratégica é suficientemente grande para terem sido utilizadas, por exemplo, como arma de embargo da China a fim de impor concessões ao Japão. Os "pequenos" volumes consumidos de TR são limitantes na confecção de produtos tecnológicos (computadores, lâmpadas, celulares etc.), no desenvolvimento de tecnologias limpas (veículos híbridos, energias eólica e solar), no craqueamento de petróleo, na comunicação, nas aplicações em defesa, entre outros. Isso faz da disponibilidade de TR um assunto de máxima importância para a soberania de uma nação. Sabe-se que o desenvolvimento industrial de um país pode ser medido pelo seu consumo de ácido sulfúrico. Atualmente, pode-se afirmar que o desenvolvimento de uma nação é medido pelo consumo de...

Synthesis and Luminescent Properties of REVO4–REPO4 (RE = Y, Eu, Gd, Er, Tm, or Yb) Heteronanostructures: A Promising Class of Phosphors for Excitation from NIR to VUV

“…After three hours of treatment, the band initially centered at 1100 cm -1 (P-O and Si-O ν 3 stretches) is sharpened and displaced to 1015 cm -1 , a characteristic frequency for tetragonal yttrium phosphates, 69 thereby evidencing the dissolution of the silica matrix. In addition, with the absence of silica signals at ~450 cm -1 and with no band superposition, an intensity ratio of 2/1 between the PO4 3-ν 3 and ν 4 bands is observed in the final sample, which is in agreement with other reported phosphates and phosphovanadates.41,…”

“…In addition to the higher upconversion intensity, the YVO 4 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 In addition to the upconverting materials, different REVO 4 -REPO 4 samples were prepared in order to obtain VUV-excitable phosphors. Although RE vanadates are well known for displaying an intense absorption band in the UV range, their absorptivity in the VUV usually is remarkably low.…”

“…[1][2][3][4] Specifically, the optical properties of RE elements result in an unrivalled importance in the field of luminescent materials due to their unique spectroscopic features, which recently has led this group of elements to be defined as the "vitamins of phosphors". [4][5][6][7] This variety of optical properties arise from the partial filling of the 4f orbitals, which typically are only slightly affected by chemical environment and give rise to narrow and intense emission lines. [8][9][10] In turn, this makes lanthanoid ions almost irreplaceable components for the generation of visible light in several systems, 11 as well as in devices comprising upconversion 12,13 or downconversion 14 luminescence.…”

“…coexistence of the two phases, since, besides the characteristic vanadate signal, the bands associated to the PO4 3-group appear, namely the ν 3 antisymmetric stretching at ~1100cm -1 , and the ν 4 deformations at 635 and 528 cm -1 . In this case, the phosphate signals are remarkably broad, due both to the low crystallinity of this phase and to the presence of adsorbed polyphosphates that give rise to additional superposed P-O vibration bands.…”

Desafios Para a Extração Sustentável De Minérios Portadores De Terras Raras

“…Em 2013, o CETEM retomou os estudos sobre TRs através do desenvolvimento do projeto PROTERRARAS, buscando o maior aperfeiçoamento de mão de obra qualificada com desenvolvimento de competência tecnológica, visto aos desafios do país na implantação de uma cadeia produtiva de TRs (TCG, 2013). Atualmente as principais entidades que se envolvem em pesquisa e produção de TRs no Brasil são: DNPM (Departamento Nacional de Produção Mineral, hoje Agência Nacional de Mineração); CETEM (Centro de Tecnologia Mineral); IPEN (Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares); CBMM (Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração); e universidades que atuam na pesquisa científica e tecnológica (Loureiro, 1994;Sousa Filho & Serra, 2014).…”