Die ekstraksie, voorbereiding en veilige berging vangadoliniumoksied (Gd₂O₃)is belangrike aspekte van die verwerking van seldsame aardelemente. Die volgende is 'n gedetailleerde beskrywing:
Ekstraksiemetode van gadoliniumoksied
Gadoliniumoksied word gewoonlik onttrek uit seldsame aardertse wat gadolinium bevat, algemene ertse sluit monasiet en bastnäsiet in. Die ekstraksieproses sluit hoofsaaklik die volgende stappe in:
1. Ertsontbinding:
Die seldsame aarderts word deur die suur- of alkaliese metode ontbind.
Suurmetode: Behandel die erts met gekonsentreerde swaelsuur of soutsuur om die seldsame aardelemente in oplosbare soute om te skakel.
Alkaliese metode: Gebruik natriumhidroksied of kaliumhidroksied om die erts by hoë temperatuur te smelt om die seldsame aardelemente in hidroksiede om te skakel.
2. Skeiding van seldsame aarde:
Skei gadolinium van gemengde seldsame aardmetale-oplossings deur oplosmiddelekstraksie of ioonuitruiling.
Oplosmiddel-ekstraksiemetode: Gebruik organiese oplosmiddels (soos tributielfosfaat) om gadoliniumione selektief te ekstraheer.
Ioonuitruilingsmetode: Gebruik ioonuitruilhars om gadoliniumione te skei.
3. Suiwering van gadolinium:
Deur veelvuldige ekstraksies of ioonuitruiling word ander seldsame aardelemente en onsuiwerhede verwyder om hoë suiwerheid gadoliniumverbindings (soos gadoliniumchloried of gadoliniumnitraat) te verkry.
4. Omskakeling na gadoliniumoksied:
Die gesuiwerde gadoliniumverbinding (soos gadoliniumnitraat of gadoliniumoksalaat) word by hoë temperatuur gekalsineer om te ontbind en gadoliniumoksied te genereer.
Reaksievoorbeeld: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Voorbereidingsmetode van gadoliniumoksied
1. Hoë temperatuur kalsinasiemetode:
Kalsien gadoliniumsoute (soos gadoliniumnitraat, gadoliniumoksalaat of gadoliniumkarbonaat) by hoë temperatuur (bo 800°C) om te ontbind en gadoliniumoksied te genereer.
Dit is die mees gebruikte voorbereidingsmetode en is geskik vir grootskaalse produksie.
2. Hidrotermiese metode:
Gadoliniumoksied-nanopartikels word gegenereer deur gadoliniumsoute met alkaliese oplossings onder hoë temperatuur- en hoëdruk-hidrotermiese toestande te laat reageer.
Hierdie metode kan hoë-suiwerheid gadoliniumoksied met eenvormige deeltjiegrootte voorberei.
3. Sol-gel metode:
Gadoliniumsoute word met organiese voorlopers (soos sitroensuur) gemeng om 'n sol te vorm, wat dan gegel, gedroog en gekalsineer word om gadoliniumoksied te verkry.
Hierdie metode is geskik vir die voorbereiding van nanoskaalse gadoliniumoksiedpoeier.
Veilige bergingstoestande van gadoliniumoksied
Gadoliniumoksied is relatief stabiel by kamertemperatuur, maar die volgende bergingstoestande moet steeds in ag geneem word om veiligheid en materiaalprestasie te verseker:
1. Vogbestand:
Gadoliniumoksied het 'n sekere mate van higroskopisiteit en moet in 'n droë omgewing gestoor word om kontak met vog te vermy.
Dit word aanbeveel om 'n verseëlde houer te gebruik en 'n droogmiddel (soos silikagel) by te voeg.
2. Ligbestand:
Gadoliniumoksied is sensitief vir lig, en langdurige blootstelling aan sterk lig kan die werkverrigting daarvan beïnvloed.
Moet in 'n koel, donker plek gebêre word.
3. Temperatuurbeheer:
Die bergingstemperatuur moet binne kamertemperatuur (15-25°C) beheer word, en hoë of lae temperatuuromgewings moet vermy word.
Hoë temperatuur kan strukturele veranderinge in gadoliniumoksied veroorsaak, en lae temperatuur kan higroskopisiteit veroorsaak.
4. Vermy kontak met suur:
Gadoliniumoksied is 'n alkaliese oksied en sal heftig met suur reageer.
Hou weg van suur stowwe tydens berging.
5. Voorkom stof:
Gadoliniumoksiedpoeier kan die asemhalingskanaal en vel irriteer.
Gebruik verseëlde houers wanneer u dit berg en dra beskermende toerusting (soos maskers en handskoene) wanneer u dit hanteer.
IV. Voorsorgmaatreëls
1. Toksisiteit:Gadoliniumoksied self is laag in toksisiteit, maar die stof daarvan kan die lugweë en vel irriteer, daarom moet direkte kontak vermy word.
2. Afvalverwydering:Afval-gadoliniumoksied moet herwin of behandel word in ooreenstemming met die regulasies vir die hantering van gevaarlike chemikalieë om omgewingsbesoedeling te voorkom.
Deur die bogenoemde ekstraksie-, voorbereidings- en bergingsmetodes kan hoëgehalte-gadoliniumoksied doeltreffend en veilig verkry word om aan die behoeftes daarvan op die gebied van magnetiese materiale, optiese toestelle, mediese beeldvorming, ens. te voldoen.
Plasingstyd: 28 Februarie 2025