Cómo se separan las tierras raras: la etapa más difícil de la cadena

Sacar las tierras raras del suelo es solo el comienzo. Salen de la mina mezcladas, y la separación de tierras raras en elementos individuales, como el neodimio y el disprosio, es la etapa más difícil y más concentrada de la cadena. El motivo es químico: estos elementos son tan parecidos que la industria necesita repetir la misma operación decenas o cientos de veces para aislar cada uno.

En resumen

• De la mena al imán, la separación viene después de la concentración y del ataque químico, y antes de la producción de metales, aleaciones e imanes.
• Separar es difícil porque las tierras raras tienen un comportamiento químico muy parecido, con diferencias pequeñas y graduales de tamaño entre los iones.
• El método principal es la extracción por solventes, hecha en baterías que pueden tener cientos de mezcladores-sedimentadores.
• El proceso consume mucho ácido, soda y agua y tiene que lidiar con torio y uranio.
• China concentra la mayor parte de la separación. Brasil todavía está en la fase de investigación.

El camino de la mina al imán

Las tierras raras son 17 elementos usados principalmente en imanes (mira Tierras raras: qué son, para qué sirven y por qué importan para Brasil). Según el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) y la Agencia de Protección Ambiental del país (EPA), el camino hasta el imán tiene estas etapas:

1. Mina y concentración. La mena se tritura, se muele y se concentra por flotación o por separación magnética o gravimétrica, en general sin cambio químico. En Mountain Pass, en California, el informe de 2012 de la EPA registra que la ley subía de cerca del 7% al 60% de óxidos de tierras raras. Mira Cómo funciona una mina: del descubrimiento al cierre.
2. Ataque químico. El concentrado se ataca para que el mineral se disuelva. Según el DOE, la bastnasita exige craqueo a alta temperatura con ácido sulfúrico u otros reactivos. Para la monacita, la EPA cita la digestión con soda cáustica.
3. Concentrado mixto. Un producto con todas las tierras raras juntas, como el carbonato mixto (MREC, por su sigla en inglés) previsto para el Proyecto Caldeira. En las arcillas iónicas, el ataque es más simple, con una solución de sal.
4. Separación. El concentrado mixto se convierte en óxidos individuales: uno de neodimio, otro de disprosio, y así sucesivamente.
5. Metales y aleaciones. Los óxidos se transforman en metal. Según el DOE, los procesos más usados son la electrólisis y la reducción con sodio.
6. Imanes. Las aleaciones se convierten en imanes de neodimio-hierro-boro.

Por qué separar es tan difícil

Según la EPA, el comportamiento químico de todas las tierras raras es muy parecido, con pequeñas variaciones ligadas al número atómico y al radio iónico (el tamaño del ion), que disminuye a medida que aumenta el número atómico. Esa reducción gradual a lo largo de la serie se llama contracción lantánida.

Los vecinos en la tabla periódica casi no se distinguen. El DOE destaca el caso del neodimio y el praseodimio, especialmente difíciles de separar. Por eso, muchos imanes usan los dos juntos, en una aleación llamada didimio.

La dificultad es antigua. Según una biografía del químico estadounidense Frank Spedding publicada por la Academia Nacional de Ciencias de EE. UU., históricamente los químicos solo lograban separar las tierras raras en pequeñas cantidades, por cristalización fraccionada, y algunos casos exigían cientos o incluso miles de operaciones.

Cómo funciona la extracción por solventes

Hoy, el método principal es la extracción por solventes (SX, por su sigla en inglés), que recuerda a mezclar aceite y agua:

• La fase acuosa es la solución ácida con las tierras raras disueltas.
• La fase orgánica es un solvente que no se mezcla con el agua. Según el DOE, el más usado es queroseno con un extractante, como el ácido di-2-etilhexil fosfórico (D2EHPA).
• Las dos fases se agitan juntas en un mezclador y después se separan por gravedad en un sedimentador.

En cada contacto, el extractante se lleva un poco más de un elemento que de otro. Según un estudio de 2020 en la revista AIChE Journal, con extractantes ácidos como el D2EHPA, la extracción aumenta con el número atómico, reflejo de la contracción lantánida. Por eso, las unidades se conectan en serie, con las dos fases circulando en sentidos opuestos.

Según el DOE, estas baterías pueden tener cientos de mezcladores-sedimentadores, y solo la separación del neodimio y el praseodimio puede exigir 30 unidades. Un artículo publicado en Nature en 2023 habla de “decenas o incluso cientos de etapas” para obtener óxidos individuales de alta pureza.

El DOE describe además dos atajos usados en la práctica. El cerio, que representa buena parte del material, suele retirarse antes por oxidación, lo que reduce el tamaño de los equipos. Y la separación empieza dividiendo las ligeras (como neodimio y praseodimio) de las pesadas (como disprosio y terbio), antes de las separaciones siguientes.

¿Existen otras rutas?

Sí, pero la extracción por solventes sigue siendo la principal a escala industrial, según el DOE.

Intercambio iónico. Fue la ruta que hizo disponibles las tierras raras puras. Según la biografía de Spedding, su equipo en el Laboratorio Ames, en EE. UU., usó columnas de intercambio iónico y después el reactivo EDTA, lo que llevó a una operación a escala piloto en 1953.

Proteínas que reconocen metales. En 2023, investigadores estadounidenses informaron en Nature sobre una proteína bacteriana, la lanmodulina, capaz de separar neodimio de disprosio en una sola etapa en una columna, con pureza superior al 98% para cada elemento. Es un resultado de laboratorio.

Nuevos extractantes. En febrero de 2026, un centro de investigación vinculado al DOE divulgó un proceso del Laboratorio Nacional de Oak Ridge que dividió una mezcla de ligeras y pesadas en 4 etapas, probado a una escala de varios litros.

Residuos, ácidos y radiactividad

Según el DOE, el proceso consume grandes cantidades de ácido, soda y agua, y tratar los efluentes es uno de los principales costos. La EPA incluye el solvente usado y la borra de la extracción por solventes, ambos inflamables, entre los residuos peligrosos.

También está la cuestión radiactiva. Según la EPA, las menas con monacita suelen tener contenidos altos de torio, y el DOE observa que pequeñas cantidades de uranio y torio deben separarse de las corrientes de tierras raras. La EPA aclara que un diseño, una operación y un control adecuados reducen mucho los riesgos ambientales.

Quién domina la separación

La separación es la etapa más concentrada de la cadena. Según las estimaciones del DOE para 2020, China tenía poco menos del 60% de la minería, pero casi el 90% de la separación, y cerca del 100% en el caso de las tierras raras pesadas.

La Agencia Internacional de Energía (AIE) atribuyó a China más del 90% de la refinación de tierras raras, según una nota de Anadolu de abril de 2026. El informe Global Critical Minerals Outlook 2026, de la AIE, según una nota del sitio Investment Monitor de julio de 2026, indica una caída de esa participación al 85% en 2025, con nuevos proyectos en EE. UU. y la expansión en Malasia, y proyecta un 70% en 2035 si los proyectos planificados avanzan.

Quién separa tierras raras fuera de China

Empresa	Dónde	Qué informa
Lynas	Kuantan, Malasia	Procesa material de la mina de Mt Weld (Australia). En mayo de 2025, produjo óxido de disprosio por primera vez y dice ser la única productora comercial de tierras raras pesadas separadas fuera de China.
MP Materials	Mountain Pass, EE. UU.	Produjo 917 toneladas de óxido de neodimio-praseodimio en el primer trimestre de 2026, récord de la empresa. Fabrica imanes en Texas desde diciembre de 2025.
Solvay	La Rochelle, Francia	Inauguró en abril de 2025 una línea para imanes y dice tener la mayor planta fuera de China capaz de separar todas las tierras raras.
Neo Performance Materials	Sillamäe, Estonia	La planta Silmet es una de las pocas fuera de China y abastece la fábrica de imanes de la empresa en Narva, abierta en septiembre de 2025.

Fuentes de la tabla: comunicados y entrevistas de las propias empresas (mira la lista de fuentes).

¿Y Brasil?

Brasil tiene minas y proyectos de tierras raras, pero todavía no separa estos elementos a escala comercial.

Según un artículo de 2026 de investigadores del Centro de Tecnología Mineral (CETEM), del Ministerio de Ciencia, Tecnología e Innovación de Brasil, el centro desarrolla rutas de separación por solventes para praseodimio, neodimio, terbio y disprosio y tiene la patente de un proceso de separación de óxidos. El CETEM y el Centro de Desarrollo de la Tecnología Nuclear (CDTN) trabajan a escala de laboratorio y semipiloto. Los autores aclaran que el país todavía no tiene infraestructura semiindustrial para validar esas rutas.

Una nota de Pesquisa FAPESP (la revista de la Fundación de Apoyo a la Investigación del Estado de São Paulo) de octubre de 2025 agrega que las pruebas usaban soluciones sintéticas, hechas con tierras raras compradas a empresas chinas, por falta de concentrado nacional.

Meteoric informó en julio de 2026 que estudia separar en Brasil el carbonato mixto de Caldeira. Y el proyecto MagBras, con participación del CETEM, pretende montar en el país, hasta 2030, el ciclo completo de la mena al imán.

Preguntas frecuentes

¿Por qué es tan difícil separar las tierras raras?

Porque tienen un comportamiento químico muy parecido, con diferencias pequeñas y graduales en el tamaño de los iones. Vecinos como el neodimio y el praseodimio casi no se distinguen, y la operación de separación tiene que repetirse muchas veces.

¿Qué es la extracción por solventes?

Una solución acuosa con las tierras raras se agita con un solvente orgánico que no se mezcla con ella. En cada contacto, el solvente se lleva un poco más de un elemento, y el proceso se repite en serie hasta obtener óxidos puros.

¿Cuántas etapas tiene la separación?

Depende de la mena y de la pureza deseada. Según el Departamento de Energía de EE. UU., las líneas de extracción por solventes pueden tener cientos de mezcladores-sedimentadores, y solo la separación de neodimio y praseodimio puede exigir 30.

¿Brasil separa tierras raras?

Todavía no a escala comercial. El CETEM y el CDTN investigan rutas de separación a escala de laboratorio y semipiloto, y hay empresas que estudian plantas en el país.