L'extracció, preparació i emmagatzematge segur deòxid de gadolini (Gd₂O₃)són aspectes importants del processament d'elements de terres rares. A continuació es mostra una descripció detallada:
Mètode d'extracció d'òxid de gadolini
L'òxid de gadolini s'extreu normalment de minerals de terres rares que contenen gadolini; els minerals comuns inclouen la monazita i la bastnäsita. El procés d'extracció inclou principalment els passos següents:
1. Descomposició del mineral:
El mineral de terres rares es descompon mitjançant mètodes àcids o alcalins.
Mètode àcid: Tractar el mineral amb àcid sulfúric concentrat o àcid clorhídric per convertir els elements de terres rares en sals solubles.
Mètode alcalí: utilitzeu hidròxid de sodi o hidròxid de potassi per fondre el mineral a alta temperatura per convertir els elements de terres rares en hidròxids.
2. Separació de terres rares:
Separar el gadolini de solucions mixtes de terres rares mitjançant extracció amb dissolvent o intercanvi iònic.
Mètode d'extracció amb dissolvents: utilitzeu dissolvents orgànics (com ara tributil fosfat) per extreure selectivament els ions de gadolini.
Mètode d'intercanvi iònic: s'utilitza resina d'intercanvi iònic per separar els ions de gadolini.
3. Purificació del gadolini:
Mitjançant múltiples extraccions o intercanvi iònic, s'eliminen altres elements de terres rares i impureses per obtenir compostos de gadolini d'alta puresa (com ara el clorur de gadolini o el nitrat de gadolini).
4. Conversió a òxid de gadolini:
El compost de gadolini purificat (com ara el nitrat de gadolini o l'oxalat de gadolini) es calcina a alta temperatura per descompondre's i generar òxid de gadolini.
Exemple de reacció: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Mètode de preparació d'òxid de gadolini
1. Mètode de calcinació a alta temperatura:
Calcineu les sals de gadolini (com ara el nitrat de gadolini, l'oxalat de gadolini o el carbonat de gadolini) a alta temperatura (per sobre de 800 °C) per descompondre's i generar òxid de gadolini.
Aquest és el mètode de preparació més utilitzat i és adequat per a la producció a gran escala.
2. Mètode hidrotermal:
Les nanopartícules d'òxid de gadolini es generen fent reaccionar sals de gadolini amb solucions alcalines en condicions hidrotermals d'alta temperatura i alta pressió.
Aquest mètode pot preparar òxid de gadolini d'alta puresa amb una mida de partícula uniforme.
3. Mètode sol-gel:
Les sals de gadolini es barregen amb precursors orgànics (com l'àcid cítric) per formar un sol, que després es gelifica, s'asseca i es calcina per obtenir òxid de gadolini.
Aquest mètode és adequat per a la preparació de pols d'òxid de gadolini a nanoescala.
Condicions d'emmagatzematge segures de l'òxid de gadolini
L'òxid de gadolini és relativament estable a temperatura ambient, però cal tenir en compte les condicions d'emmagatzematge següents per garantir la seguretat i el rendiment del material:
1. Resistent a la humitat:
L'òxid de gadolini té un cert grau d'higroscopicitat i s'ha d'emmagatzemar en un ambient sec per evitar el contacte amb la humitat.
Es recomana utilitzar un recipient tancat hermèticament i afegir-hi un dessecant (com ara gel de sílice).
2. Resistent a la llum:
L'òxid de gadolini és sensible a la llum i l'exposició a llarg termini a una llum intensa pot afectar el seu rendiment.
S'ha de guardar en un lloc fresc i fosc.
3. Control de temperatura:
La temperatura d'emmagatzematge s'ha de controlar dins del rang de temperatura ambient (15-25 °C), evitant ambients amb temperatures altes o baixes.
Les altes temperatures poden causar canvis estructurals en l'òxid de gadolini, i les baixes temperatures poden causar higroscopicitat.
4. Eviteu el contacte amb l'àcid:
L'òxid de gadolini és un òxid alcalí i reaccionarà violentament amb l'àcid.
Mantenir allunyat de substàncies àcides durant l'emmagatzematge.
5. Prevenir la pols:
La pols d'òxid de gadolini pot irritar les vies respiratòries i la pell.
Utilitzeu recipients segellats per emmagatzemar-los i porteu equips de protecció (com ara mascaretes i guants) durant la manipulació.
IV. Precaucions
1. Toxicitat:L'òxid de gadolini en si mateix té poca toxicitat, però la seva pols pot irritar les vies respiratòries i la pell, per la qual cosa s'ha d'evitar el contacte directe.
2. Eliminació de residus:Els residus d'òxid de gadolini s'han de reciclar o tractar d'acord amb les normatives sobre la manipulació de productes químics perillosos per evitar la contaminació ambiental.
Mitjançant els mètodes d'extracció, preparació i emmagatzematge anteriors, es pot obtenir òxid de gadolini d'alta qualitat de manera eficient i segura per satisfer les seves necessitats en els camps dels materials magnètics, els dispositius òptics, la imatge mèdica, etc.
Data de publicació: 28 de febrer de 2025