Utvinning, tilberedning og sikker oppbevaring avgadoliniumoksid (Gd₂O₃)er viktige aspekter ved behandling av sjeldne jordartsmetaller. Følgende er en detaljert beskrivelse:
Ekstraksjonsmetode for gadoliniumoksid
Gadoliniumoksid utvinnes vanligvis fra sjeldne jordartsmalmer som inneholder gadolinium. Vanlige malmer inkluderer monazitt og bastnäsitt. Utvinningsprosessen omfatter hovedsakelig følgende trinn:
1. Malmnedbrytning:
Den sjeldne jordartmalmen dekomponeres ved syre- eller alkalimetoden.
Syremetode: Behandle malmen med konsentrert svovelsyre eller saltsyre for å omdanne de sjeldne jordartsmetallene til løselige salter.
Alkalisk metode: Bruk natriumhydroksid eller kaliumhydroksid til å smelte malmen ved høy temperatur for å omdanne de sjeldne jordartsmetallene til hydroksider.
2. Separasjon av sjeldne jordarter:
Separer gadolinium fra blandede løsninger av sjeldne jordarter ved løsemiddelekstraksjon eller ionebytte.
Løsemiddelekstraksjonsmetode: Bruk organiske løsemidler (som tributylfosfat) for selektivt å ekstrahere gadoliniumioner.
Ionebyttermetode: Bruk ionebytterharpiks til å separere gadoliniumioner.
3. Rensing av gadolinium:
Gjennom flere ekstraksjoner eller ionebytting fjernes andre sjeldne jordartsmetaller og urenheter for å oppnå gadoliniumforbindelser med høy renhet (som gadoliniumklorid eller gadoliniumnitrat).
4. Omdanning til gadoliniumoksid:
Den rensede gadoliniumforbindelsen (som gadoliniumnitrat eller gadoliniumoksalat) kalsineres ved høy temperatur for å dekomponere og generere gadoliniumoksid.
Reaksjonseksempel: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Fremstillingsmetode for gadoliniumoksid
1. Høytemperaturkalsineringsmetode:
Kalsinerte gadoliniumsalter (som gadoliniumnitrat, gadoliniumoksalat eller gadoliniumkarbonat) ved høy temperatur (over 800 °C) for å dekomponere og generere gadoliniumoksid.
Dette er den mest brukte tilberedningsmetoden og er egnet for storskala produksjon.
2. Hydrotermisk metode:
Gadoliniumoksid-nanopartikler genereres ved å reagere gadoliniumsalter med alkaliske løsninger under hydrotermiske forhold med høy temperatur og høyt trykk.
Denne metoden kan fremstille gadoliniumoksid med høy renhet og jevn partikkelstørrelse.
3. Sol-gel-metoden:
Gadoliniumsalter blandes med organiske forløpere (som sitronsyre) for å danne en sol, som deretter geleres, tørkes og kalsineres for å oppnå gadoliniumoksid.
Denne metoden er egnet for å fremstille gadoliniumoksidpulver i nanoskala.
Trygge oppbevaringsforhold for gadoliniumoksid
Gadoliniumoksid er relativt stabilt ved romtemperatur, men følgende lagringsforhold bør likevel overholdes for å sikre sikkerhet og materialets ytelse:
1. Fukttett:
Gadoliniumoksid har en viss grad av hygroskopisitet og bør oppbevares tørt for å unngå kontakt med fuktighet.
Det anbefales å bruke en lukket beholder og tilsette et tørkemiddel (som silikagel).
2. Lysbestandig:
Gadoliniumoksid er lysfølsomt, og langvarig eksponering for sterkt lys kan påvirke ytelsen.
Bør oppbevares kjølig og mørkt.
3. Temperaturkontroll:
Oppbevaringstemperaturen bør kontrolleres innenfor romtemperatur (15–25 °C), og unngå miljøer med høy eller lav temperatur.
Høy temperatur kan forårsake strukturelle endringer i gadoliniumoksid, og lav temperatur kan forårsake hygroskopisitet.
4. Unngå kontakt med syre:
Gadoliniumoksid er et alkalisk oksid og vil reagere voldsomt med syre.
Holdes unna sure stoffer under lagring.
5. Forhindre støv:
Gadoliniumoksidpulver kan irritere luftveiene og huden.
Bruk lukkede beholdere ved oppbevaring og bruk verneutstyr (som masker og hansker) ved håndtering.
IV. Forholdsregler
1. Toksisitet:Gadoliniumoksid i seg selv har lav toksisitet, men støvet kan irritere luftveiene og huden, så direkte kontakt bør unngås.
2. Avfallshåndtering:Avfall fra gadoliniumoksid bør resirkuleres eller behandles i samsvar med forskriftene for håndtering av farlige kjemikalier for å unngå miljøforurensning.
Gjennom de ovennevnte ekstraksjons-, preparerings- og lagringsmetodene kan gadoliniumoksid av høy kvalitet utvinnes effektivt og trygt for å dekke behovene innen magnetiske materialer, optiske enheter, medisinsk avbildning, etc.
Publisert: 28. feb. 2025