Udvinding, tilberedning og sikker opbevaring afgadoliniumoxid (Gd₂O₃)er vigtige aspekter af forarbejdning af sjældne jordarter. Følgende er en detaljeret beskrivelse:
Ekstraktionsmetode for gadoliniumoxid
Gadoliniumoxid udvindes normalt fra sjældne jordarters malme, der indeholder gadolinium. Almindelige malme omfatter monazit og bastnäsit. Ekstraktionsprocessen omfatter hovedsageligt følgende trin:
1. Malmnedbrydning:
Sjælden jordmalm nedbrydes ved syre eller alkali.
Syremetode: Behandl malmen med koncentreret svovlsyre eller saltsyre for at omdanne de sjældne jordarter til opløselige salte.
Alkalisk metode: Brug natriumhydroxid eller kaliumhydroxid til at smelte malmen ved høj temperatur for at omdanne de sjældne jordarter til hydroxider.
2. Adskillelse af sjældne jordarter:
Adskil gadolinium fra blandede opløsninger af sjældne jordarter ved opløsningsmiddelekstraktion eller ionbytning.
Opløsningsmiddelekstraktionsmetode: Brug organiske opløsningsmidler (såsom tributylfosfat) til selektivt at ekstrahere gadoliniumioner.
Ionbytningsmetode: Brug ionbytningsharpiks til at adskille gadoliniumioner.
3. Oprensning af gadolinium:
Gennem flere ekstraktioner eller ionbytning fjernes andre sjældne jordarter og urenheder for at opnå gadoliniumforbindelser med høj renhed (såsom gadoliniumchlorid eller gadoliniumnitrat).
4. Omdannelse til gadoliniumoxid:
Den rensede gadoliniumforbindelse (såsom gadoliniumnitrat eller gadoliniumoxalat) kalcineres ved høj temperatur for at nedbrydes og danne gadoliniumoxid.
Reaktionseksempel: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Fremstillingsmetode for gadoliniumoxid
1. Højtemperaturkalcineringsmetode:
Kalcinerede gadoliniumsalte (såsom gadoliniumnitrat, gadoliniumoxalat eller gadoliniumcarbonat) ved høj temperatur (over 800 °C) for at nedbryde og danne gadoliniumoxid.
Dette er den mest almindeligt anvendte tilberedningsmetode og er egnet til storskalaproduktion.
2. Hydrotermisk metode:
Gadoliniumoxid-nanopartikler genereres ved at reagere gadoliniumsalte med alkaliske opløsninger under hydrotermiske forhold med høj temperatur og højt tryk.
Denne metode kan fremstille gadoliniumoxid med høj renhed og ensartet partikelstørrelse.
3. Sol-gel-metode:
Gadoliniumsalte blandes med organiske forstadier (såsom citronsyre) for at danne en sol, som derefter geleres, tørres og kalcineres for at opnå gadoliniumoxid.
Denne metode er egnet til fremstilling af gadoliniumoxidpulver i nanoskala.
Sikre opbevaringsforhold for gadoliniumoxid
Gadoliniumoxid er relativt stabilt ved stuetemperatur, men følgende opbevaringsforhold bør stadig overholdes for at sikre sikkerhed og materialets ydeevne:
1. Fugttæt:
Gadoliniumoxid har en vis grad af hygroskopicitet og bør opbevares tørt for at undgå kontakt med fugt.
Det anbefales at bruge en lukket beholder og tilsætte et tørremiddel (f.eks. silicagel).
2. Lystæt:
Gadoliniumoxid er lysfølsomt, og langvarig udsættelse for stærkt lys kan påvirke dets ydeevne.
Skal opbevares køligt og mørkt.
3. Temperaturkontrol:
Opbevaringstemperaturen bør holdes inden for stuetemperatur (15-25 °C), og miljøer med høje eller lave temperaturer bør undgås.
Høj temperatur kan forårsage strukturelle ændringer i gadoliniumoxid, og lav temperatur kan forårsage hygroskopicitet.
4. Undgå kontakt med syre:
Gadoliniumoxid er et alkalisk oxid og reagerer voldsomt med syre.
Holdes væk fra sure stoffer under opbevaring.
5. Forebyg støv:
Gadoliniumoxidpulver kan irritere luftvejene og huden.
Brug lukkede beholdere ved opbevaring, og bær beskyttelsesudstyr (såsom masker og handsker) ved håndtering.
IV. Forholdsregler
1. Toksicitet:Gadoliniumoxid i sig selv har lav toksicitet, men støvet kan irritere luftvejene og huden, så direkte kontakt bør undgås.
2. Bortskaffelse af affald:Gadoliniumoxidaffald bør genbruges eller behandles i overensstemmelse med reglerne for håndtering af farlige kemikalier for at undgå miljøforurening.
Gennem ovennævnte ekstraktions-, fremstillings- og opbevaringsmetoder kan gadoliniumoxid af høj kvalitet effektivt og sikkert udvindes for at opfylde dets behov inden for magnetiske materialer, optiske apparater, medicinsk billeddannelse osv.
Opslagstidspunkt: 28. feb. 2025