Pengekstrakan, penyediaan dan penyimpanan selamatgadolinium oksida (Gd₂O₃)adalah aspek penting pemprosesan unsur nadir bumi. Berikut adalah penerangan terperinci:
一、Kaedah pengekstrakan gadolinium oksida
Gadolinium oksida biasanya diekstrak daripada bijih nadir bumi yang mengandungi gadolinium, bijih biasa termasuk monazit dan bastnäsite. Proses pengekstrakan terutamanya termasuk langkah-langkah berikut:
1. Penguraian bijih:
Bijih nadir bumi diuraikan dengan kaedah asid atau alkali.
Kaedah asid: Rawat bijih dengan asid sulfurik pekat atau asid hidroklorik untuk menukar unsur nadir bumi kepada garam larut.
Kaedah alkali: Gunakan natrium hidroksida atau kalium hidroksida untuk mencairkan bijih pada suhu tinggi untuk menukar unsur nadir bumi kepada hidroksida.
2. Pemisahan nadir bumi:
Pisahkan gadolinium daripada larutan nadir bumi bercampur dengan pengekstrakan pelarut atau pertukaran ion.
Kaedah pengekstrakan pelarut: Gunakan pelarut organik (seperti tributil fosfat) untuk mengekstrak ion gadolinium secara selektif.
Kaedah pertukaran ion: Gunakan resin penukar ion untuk mengasingkan ion gadolinium.
3.Pemurnian gadolinium:
Melalui pelbagai pengekstrakan atau pertukaran ion, unsur nadir bumi dan kekotoran lain dikeluarkan untuk mendapatkan sebatian gadolinium ketulenan tinggi (seperti gadolinium klorida atau gadolinium nitrat).
4. Penukaran kepada gadolinium oksida:
Kompaun gadolinium yang telah dimurnikan (seperti gadolinium nitrat atau gadolinium oksalat) dikalsinkan pada suhu tinggi untuk mengurai dan menghasilkan gadolinium oksida.
Contoh tindak balas: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
二、Kaedah penyediaan gadolinium oksida
1.Kaedah pengkalsinan suhu tinggi:
Garam gadolinium kalsin (seperti gadolinium nitrat, gadolinium oksalat atau gadolinium karbonat) pada suhu tinggi (melebihi 800°C) untuk mengurai dan menghasilkan gadolinium oksida.
Ini adalah kaedah penyediaan yang paling biasa digunakan dan sesuai untuk pengeluaran berskala besar.
2. Kaedah hidroterma:
Nanozarah gadolinium oksida dijana dengan bertindak balas garam gadolinium dengan larutan alkali di bawah suhu tinggi dan keadaan hidroterma tekanan tinggi.
Kaedah ini boleh menyediakan gadolinium oksida ketulenan tinggi dengan saiz zarah yang seragam.
3. Kaedah Sol-gel:
Garam gadolinium dicampur dengan prekursor organik (seperti asid sitrik) untuk membentuk sol, yang kemudiannya digel, dikeringkan dan dikalsinkan untuk mendapatkan gadolinium oksida.
Kaedah ini sesuai untuk menyediakan serbuk gadolinium oksida skala nano.
三、Keadaan penyimpanan gadolinium oksida yang selamat
Gadolinium oksida agak stabil pada suhu bilik, tetapi keadaan penyimpanan berikut masih perlu diperhatikan untuk memastikan keselamatan dan prestasi bahan:
1. kalis lembapan:
Gadolinium oksida mempunyai tahap higroskopisitas tertentu dan harus disimpan dalam persekitaran yang kering untuk mengelakkan sentuhan dengan kelembapan.
Adalah disyorkan untuk menggunakan bekas bertutup dan tambah bahan pengering (seperti gel silika).
2. kalis cahaya:
Gadolinium oksida adalah sensitif kepada cahaya, dan pendedahan jangka panjang kepada cahaya yang kuat boleh menjejaskan prestasinya.
Perlu disimpan di tempat yang sejuk dan gelap.
3. Kawalan suhu:
Suhu penyimpanan hendaklah dikawal dalam julat suhu bilik (15-25°C), mengelakkan persekitaran suhu tinggi atau rendah.
Suhu tinggi boleh menyebabkan perubahan struktur dalam gadolinium oksida, dan suhu rendah boleh menyebabkan higroskopisitas.
4. Elakkan sentuhan dengan asid:
Gadolinium oksida ialah oksida alkali dan akan bertindak balas dengan kuat dengan asid.
Jauhkan daripada bahan berasid semasa penyimpanan.
5. Mencegah habuk:
Serbuk gadolinium oksida boleh merengsakan saluran pernafasan dan kulit.
Gunakan bekas bertutup semasa menyimpan dan memakai peralatan perlindungan (seperti topeng dan sarung tangan) semasa mengendalikan.
IV. Langkah berjaga-berjaga
1. Ketoksikan:Gadolinium oksida itu sendiri mempunyai ketoksikan yang rendah, tetapi habuknya boleh merengsakan saluran pernafasan dan kulit, jadi sentuhan langsung harus dielakkan.
2.Pembuangan sisa:Sisa gadolinium oksida perlu dikitar semula atau dirawat mengikut peraturan pengendalian bahan kimia berbahaya untuk mengelakkan pencemaran alam sekitar.
Melalui kaedah pengekstrakan, penyediaan dan penyimpanan di atas, gadolinium oksida berkualiti tinggi boleh diperoleh dengan cekap dan selamat untuk memenuhi keperluannya dalam bidang bahan magnet, peranti optik, pengimejan perubatan, dsb.
Masa siaran: Feb-28-2025