Extraktion, beredning och säker förvaring avgadoliniumoxid (Gd₂O₃)är viktiga aspekter av bearbetning av sällsynta jordartsmetaller. Följande är en detaljerad beskrivning:
Extraktionsmetod för gadoliniumoxid
Gadoliniumoxid utvinns vanligtvis från sällsynta jordartsmetaller som innehåller gadolinium, vanliga malmer inkluderar monazit och bastnäsit. Utvinningsprocessen omfattar huvudsakligen följande steg:
1. Malmsönderdelning:
Sällsynta jordartsmalmer sönderdelas med syra- eller alkalimetod.
Syrametod: Behandla malmen med koncentrerad svavelsyra eller saltsyra för att omvandla de sällsynta jordartsmetallerna till lösliga salter.
Alkalisk metod: Använd natriumhydroxid eller kaliumhydroxid för att smälta malmen vid hög temperatur för att omvandla de sällsynta jordartsmetallerna till hydroxider.
2. Separation av sällsynta jordartsmetaller:
Separera gadolinium från blandade lösningar av sällsynta jordartsmetaller genom lösningsmedelsextraktion eller jonbyte.
Lösningsmedelsextraktionsmetod: Använd organiska lösningsmedel (såsom tributylfosfat) för att selektivt extrahera gadoliniumjoner.
Jonbytesmetod: Använd jonbytesharts för att separera gadoliniumjoner.
3. Rening av gadolinium:
Genom flera extraktioner eller jonbyte avlägsnas andra sällsynta jordartsmetaller och föroreningar för att erhålla gadoliniumföreningar med hög renhet (såsom gadoliniumklorid eller gadoliniumnitrat).
4. Omvandling till gadoliniumoxid:
Den renade gadoliniumföreningen (såsom gadoliniumnitrat eller gadoliniumoxalat) kalcineras vid hög temperatur för att sönderdelas och generera gadoliniumoxid.
Reaktionsexempel: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Framställningsmetod för gadoliniumoxid
1. Högtemperaturkalcineringsmetod:
Kalcinerade gadoliniumsalter (såsom gadoliniumnitrat, gadoliniumoxalat eller gadoliniumkarbonat) vid hög temperatur (över 800 °C) för att sönderdela och generera gadoliniumoxid.
Detta är den vanligaste beredningsmetoden och är lämplig för storskalig produktion.
2. Hydrotermisk metod:
Gadoliniumoxid-nanopartiklar genereras genom att gadoliniumsalter reagerar med alkaliska lösningar under hydrotermiska förhållanden med hög temperatur och högt tryck.
Denna metod kan framställa gadoliniumoxid med hög renhet och enhetlig partikelstorlek.
3. Sol-gel-metod:
Gadoliniumsalter blandas med organiska prekursorer (såsom citronsyra) för att bilda en sol, som sedan gelas, torkas och kalcineras för att erhålla gadoliniumoxid.
Denna metod är lämplig för att framställa gadoliniumoxidpulver i nanoskala.
Säkra förvaringsförhållanden för gadoliniumoxid
Gadoliniumoxid är relativt stabil vid rumstemperatur, men följande lagringsförhållanden bör ändå beaktas för att säkerställa säkerhet och materialprestanda:
1. Fukttålig:
Gadoliniumoxid har en viss grad av hygroskopicitet och bör förvaras i en torr miljö för att undvika kontakt med fukt.
Det rekommenderas att använda en sluten behållare och tillsätta ett torkmedel (t.ex. kiselgel).
2. Ljussäker:
Gadoliniumoxid är ljuskänslig, och långvarig exponering för starkt ljus kan påverka dess prestanda.
Bör förvaras svalt och mörkt.
3. Temperaturkontroll:
Förvaringstemperaturen bör hållas inom rumstemperatur (15–25 °C) och undvika höga eller låga temperaturer.
Hög temperatur kan orsaka strukturella förändringar i gadoliniumoxid, och låg temperatur kan orsaka hygroskopicitet.
4. Undvik kontakt med syra:
Gadoliniumoxid är en alkalisk oxid och reagerar våldsamt med syra.
Förvaras åtskilt från sura ämnen under förvaring.
5. Förhindra damm:
Gadoliniumoxidpulver kan irritera luftvägarna och huden.
Använd slutna behållare vid förvaring och använd skyddsutrustning (såsom masker och handskar) vid hantering.
IV. Försiktighetsåtgärder
1. Toxicitet:Gadoliniumoxid i sig har låg toxicitet, men dess damm kan irritera luftvägarna och huden, så direktkontakt bör undvikas.
2. Avfallshantering:Avfall från gadoliniumoxid bör återvinnas eller behandlas i enlighet med föreskrifterna för hantering av farliga kemikalier för att undvika miljöföroreningar.
Genom ovanstående extraktions-, berednings- och lagringsmetoder kan högkvalitativ gadoliniumoxid erhållas effektivt och säkert för att möta dess behov inom områdena magnetiska material, optiska anordningar, medicinsk avbildning etc.
Publiceringstid: 28 februari 2025