Le cérium (Ce) et l’eau

Le cérium (Ce) et l’eau : présence, chimie et élimination

Le cérium est l’élément des terres rares le plus abondant dans la croûte terrestre et peut être libéré par l’altération des roches ou l’exploitation minière. Sa chimie dans l’eau est particulière, car il peut être présent sous forme de Ce(III) ou de Ce(IV). Les eaux minières acides peuvent contenir des concentrations élevées de cérium dissous sur certains sites, tandis qu’ailleurs l’oxydation et la formation de particules peuvent éliminer le cérium de la phase dissoute.

Illustration d’un prélèvement d’eau et d’une analyse en laboratoire liés au cérium dans l’eau ; il ne s’agit pas d’une mesure spécifique de cet élément. — Illustration d’un prélèvement et d’une analyse de l’eau ; elle ne représente pas un échantillon mesuré et n’identifie aucun élément dans une eau donnée.

Comment le cérium se retrouve-t-il dans l’eau ?

Le cérium est présent dans des minéraux tels que la monazite, la bastnäsite et l’apatite, notamment dans les résidus miniers contenant des terres rares. Les eaux de drainage acides peuvent dissoudre les minéraux contenant du cérium. Des études menées dans la ceinture pyriteuse ibérique ont fait état d’une très large gamme de concentrations de terres rares dans les eaux minières, le cérium atteignant des valeurs élevées à certains points de prélèvement ; ces observations témoignent de conditions propres à ces sites et ne constituent pas une concentration généralement attendue dans les eaux de drainage minier. Lorsque les eaux se mélangent et que le pH varie, le cérium peut se répartir de nouveau entre les précipités et les sédiments.

Chimie du Ce dans l’eau

Le cérium se distingue de la plupart des terres rares, car Ce(III) et Ce(IV) peuvent tous deux jouer un rôle important. En conditions oxydantes, Ce(III) peut s’oxyder et Ce(IV) s’associe fortement aux particules et aux surfaces minérales ; en conditions acides ou réductrices, Ce(III) dissous peut persister davantage. Le pH, l’état d’oxydoréduction, les sulfates, les ligands organiques et les précipités de fer et d’aluminium influent sur la présence du cérium sous forme dissoute ou particulaire. Les mesures du cérium total et du cérium dissous peuvent donc donner des résultats différents.

Comment éliminer ou récupérer le cérium ?

La neutralisation et la clarification des eaux minières peuvent réduire la teneur en cérium dissous par sorption et coprécipitation avec des solides riches en fer et en aluminium, mais leur effet dépend de l’état d’oxydoréduction et de la chimie de l’eau. La filtration sépare les particules ; elle n’élimine pas le cérium qui reste dissous. Pour récupérer des mélanges de terres rares, des études ont utilisé l’échange d’ions et la précipitation contrôlée sous forme d’oxalates après traitement ou concentration. La conception des installations propres à chaque site doit s’appuyer sur l’analyse des fractions dissoute et totale réelles et prévoir la gestion des solides ou des éluats produits.

L’évaluation doit distinguer les substances dissoutes des solides en suspension et décantés, et prendre en compte, selon le cas, le pH, les conditions d’oxydoréduction, les sulfates, les carbonates, la matière organique et les autres ions majeurs. En savoir plus sur l’échange d’ions et les éléments et leur interaction avec l’eau.

Dernière révision : 31 octobre 2026 par Lenntech.