Como as terras raras são separadas: a etapa mais difícil da cadeia

Tirar terras raras do chão é só o começo. Elas saem da mina misturadas, e a separação de terras raras em elementos individuais, como neodímio e disprósio, é a etapa mais difícil e mais concentrada da cadeia. O motivo é químico: esses elementos são tão parecidos que a indústria precisa repetir a mesma operação dezenas ou centenas de vezes para isolar cada um.

Em resumo

• Do minério ao ímã, a separação vem depois da concentração e da abertura química, e antes da produção de metais, ligas e ímãs.
• Separar é difícil porque as terras raras têm comportamento químico muito parecido, com diferenças pequenas e graduais de tamanho entre os íons.
• O método principal é a extração por solventes, feita em baterias que podem ter centenas de misturadores-decantadores.
• O processo consome muito ácido, soda e água e precisa lidar com tório e urânio.
• A China concentra a maior parte da separação. O Brasil ainda está na fase de pesquisa.

O caminho da mina ao ímã

As terras raras são 17 elementos usados principalmente em ímãs (veja Terras raras: o que são, para que servem e por que o Brasil importa). Segundo o Departamento de Energia dos Estados Unidos (DOE) e a Agência de Proteção Ambiental do país (EPA), o caminho até o ímã tem estas etapas:

1. Mina e concentração. O minério é britado, moído e concentrado por flotação ou separação magnética ou gravimétrica, em geral sem mudança química. Em Mountain Pass, na Califórnia, o relatório de 2012 da EPA registra que o teor subia de cerca de 7% para 60% de óxidos de terras raras. Veja Como funciona uma mina: da descoberta ao fechamento.
2. Abertura química. O concentrado é atacado para que o mineral se dissolva. Segundo o DOE, a bastnasita exige craqueamento a alta temperatura com ácido sulfúrico ou outros reagentes. Para a monazita, a EPA cita a digestão com soda cáustica.
3. Concentrado misto. Um produto com todas as terras raras juntas, como o carbonato misto (MREC, na sigla em inglês) planejado para o Projeto Caldeira. Nas argilas iônicas, a abertura é mais simples, com uma solução de sal.
4. Separação. O concentrado misto vira óxidos individuais: um de neodímio, outro de disprósio e assim por diante.
5. Metais e ligas. Os óxidos são transformados em metal. Segundo o DOE, os processos mais usados são a eletrólise e a redução com sódio.
6. Ímãs. As ligas viram ímãs de neodímio-ferro-boro.

Por que separar é tão difícil

Segundo a EPA, o comportamento químico de todas as terras raras é muito parecido, com pequenas variações ligadas ao número atômico e ao raio iônico (o tamanho do íon), que diminui à medida que o número atômico aumenta. Esse encolhimento gradual ao longo da série é chamado de contração dos lantanídeos.

Vizinhos na tabela periódica quase não se distinguem. O DOE destaca o caso do neodímio e do praseodímio, especialmente difíceis de separar. Por isso, muitos ímãs usam os dois juntos, numa liga chamada didímio.

A dificuldade é antiga. Segundo uma biografia do químico americano Frank Spedding publicada pela Academia Nacional de Ciências dos EUA, historicamente os químicos conseguiam separar as terras raras só em pequenas quantidades, por cristalização fracionada, e alguns casos exigiam centenas ou até milhares de operações.

Como funciona a extração por solventes

Hoje, o método principal é a extração por solventes (SX, na sigla em inglês), que lembra misturar óleo e água:

• A fase aquosa é a solução ácida com as terras raras dissolvidas.
• A fase orgânica é um solvente que não se mistura com a água. Segundo o DOE, o mais usado é querosene com um extratante, como o ácido di-2-etil-hexil-fosfórico (D2EHPA).
• As duas fases são agitadas juntas num misturador e depois se separam por gravidade num decantador.

Em cada contato, o extratante leva um pouco mais de um elemento do que de outro. Segundo um estudo de 2020 na revista AIChE Journal, com extratantes ácidos como o D2EHPA, a extração aumenta com o número atômico, reflexo da contração dos lantanídeos. Por isso, as unidades são ligadas em série, com as duas fases correndo em sentidos opostos.

Segundo o DOE, essas baterias podem ter centenas de misturadores-decantadores, e só a separação do neodímio e do praseodímio pode exigir 30 unidades. Um artigo publicado na Nature em 2023 fala em “dezenas ou até centenas de estágios” para obter óxidos individuais de alta pureza.

O DOE descreve ainda dois atalhos usados na prática. O cério, que responde por boa parte do material, costuma ser retirado antes por oxidação, o que reduz o tamanho dos equipamentos. E a separação começa dividindo as leves (como neodímio e praseodímio) das pesadas (como disprósio e térbio), antes das separações seguintes.

Existem outras rotas?

Sim, mas a extração por solventes continua sendo a principal em escala industrial, segundo o DOE.

Troca iônica. Foi a rota que tornou as terras raras puras disponíveis. Segundo a biografia de Spedding, sua equipe no Laboratório Ames, nos EUA, usou colunas de troca iônica e depois o reagente EDTA, o que levou a uma operação em escala piloto em 1953.

Proteínas que reconhecem metais. Em 2023, pesquisadores americanos relataram na Nature uma proteína bacteriana, a lanmodulina, capaz de separar neodímio de disprósio em uma única etapa numa coluna, com pureza acima de 98% para cada elemento. É resultado de laboratório.

Novos extratantes. Em fevereiro de 2026, um centro de pesquisa ligado ao DOE divulgou um processo do Laboratório Nacional de Oak Ridge que dividiu uma mistura de leves e pesadas em 4 estágios, testado em escala de vários litros.

Resíduos, ácidos e radioatividade

Segundo o DOE, o processo consome grandes quantidades de ácido, soda e água, e tratar os efluentes é um dos principais custos. A EPA lista o solvente usado e a borra da extração por solventes, ambos inflamáveis, entre os resíduos perigosos.

Há também a questão radioativa. Segundo a EPA, minérios com monazita costumam ter teores altos de tório, e o DOE observa que pequenas quantidades de urânio e tório precisam ser separadas das correntes de terras raras. A EPA ressalva que projeto, operação e controle adequados reduzem muito os riscos ambientais.

Quem domina a separação

A separação é a etapa mais concentrada da cadeia. Pelas estimativas do DOE para 2020, a China tinha pouco menos de 60% da mineração, mas quase 90% da separação, e perto de 100% no caso das terras raras pesadas.

A Agência Internacional de Energia (IEA) atribuiu à China mais de 90% do refino de terras raras, segundo reportagem da Anadolu de abril de 2026. O relatório Global Critical Minerals Outlook 2026, da IEA, segundo reportagem do site Investment Monitor de julho de 2026, aponta queda dessa fatia para 85% em 2025, com projetos novos nos EUA e a expansão na Malásia, e projeta 70% em 2035 se os projetos planejados avançarem.

Quem separa terras raras fora da China

Empresa	Onde	O que informa
Lynas	Kuantan, Malásia	Processa material da mina de Mt Weld (Austrália). Em maio de 2025, produziu óxido de disprósio pela primeira vez e se diz a única produtora comercial de terras raras pesadas separadas fora da China.
MP Materials	Mountain Pass, EUA	Produziu 917 toneladas de óxido de neodímio-praseodímio no 1º trimestre de 2026, recorde da empresa. Fabrica ímãs no Texas desde dezembro de 2025.
Solvay	La Rochelle, França	Inaugurou em abril de 2025 uma linha para ímãs e diz ter a maior planta fora da China capaz de separar todas as terras raras.
Neo Performance Materials	Sillamäe, Estônia	A planta Silmet é uma das poucas fora da China e abastece a fábrica de ímãs da empresa em Narva, aberta em setembro de 2025.

Fontes da tabela: comunicados e entrevistas das próprias empresas (veja a lista de fontes).

E o Brasil?

O Brasil tem minas e projetos de terras raras, mas ainda não separa esses elementos em escala comercial.

Segundo artigo de 2026 de pesquisadores do Centro de Tecnologia Mineral (CETEM), do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação, o centro desenvolve rotas de separação por solvente para praseodímio, neodímio, térbio e disprósio e tem patente de um processo de separação de óxidos. O CETEM e o Centro de Desenvolvimento da Tecnologia Nuclear (CDTN) trabalham em escala de laboratório e semipiloto. Os autores ressalvam que o país ainda não tem infraestrutura semi-industrial para validar essas rotas.

Reportagem da Pesquisa FAPESP de outubro de 2025 acrescenta que os testes usavam soluções sintéticas, feitas com terras raras compradas de empresas chinesas, por falta de concentrado nacional.

A Meteoric informou em julho de 2026 que estuda separar no Brasil o carbonato misto de Caldeira. E o projeto MagBras, com participação do CETEM, pretende montar no país, até 2030, o ciclo completo do minério ao ímã.

Perguntas frequentes

Por que é tão difícil separar as terras raras?

Porque elas têm comportamento químico muito parecido, com diferenças pequenas e graduais no tamanho dos íons. Vizinhos como neodímio e praseodímio quase não se distinguem, e a operação de separação precisa ser repetida muitas vezes.

O que é extração por solventes?

Uma solução aquosa com as terras raras é agitada com um solvente orgânico que não se mistura com ela. A cada contato, o solvente leva um pouco mais de um elemento, e o processo se repete em série até obter óxidos puros.

Quantas etapas tem a separação?

Depende do minério e da pureza desejada. Segundo o Departamento de Energia dos EUA, as linhas de extração por solventes podem ter centenas de misturadores-decantadores, e só a separação de neodímio e praseodímio pode exigir 30.

O Brasil separa terras raras?

Ainda não em escala comercial. O CETEM e o CDTN pesquisam rotas de separação em escala de laboratório e semipiloto, e empresas estudam plantas no país.