Het extraheren, bereiden en veilig opslaan vangadoliniumoxide (Gd₂O₃)Zijn belangrijke aspecten van de verwerking van zeldzame aardmetalen. Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving:
Een extractiemethode van gadoliniumoxide
Gadoliniumoxide wordt meestal gewonnen uit zeldzame aardmetalen die gadolinium bevatten; veelvoorkomende ertsen zijn monaziet en bastnasiet. Het extractieproces omvat hoofdzakelijk de volgende stappen:
1.Ertsontleding:
Het zeldzame aardmetaal wordt afgebroken met behulp van een zuur- of basische methode.
Zuurmethode: Behandel het erts met geconcentreerd zwavelzuur of zoutzuur om de zeldzame aardmetalen om te zetten in oplosbare zouten.
Alkalische methode: Gebruik natriumhydroxide of kaliumhydroxide om het erts bij hoge temperatuur te smelten, zodat de zeldzame aardmetalen worden omgezet in hydroxiden.
2.Scheiding van zeldzame aardmetalen:
Gadolinium kan worden gescheiden uit gemengde oplossingen van zeldzame aarden door middel van oplosmiddelextractie of ionenwisseling.
Methode voor oplosmiddelextractie: Gebruik organische oplosmiddelen (zoals tributylfosfaat) om gadoliniumionen selectief te extraheren.
Ionenwisselingsmethode: gebruik ionenwisselingshars om gadoliniumionen te scheiden.
3. Zuivering van gadolinium:
Door middel van meervoudige extracties of ionenuitwisseling worden andere zeldzame aardmetalen en onzuiverheden verwijderd om gadoliniumverbindingen met een hoge zuiverheidsgraad te verkrijgen (zoals gadoliniumchloride of gadoliniumnitraat).
4. Omzetting naar gadoliniumoxide:
De gezuiverde gadoliniumverbinding (zoals gadoliniumnitraat of gadoliniumoxalaat) wordt bij hoge temperatuur gecalcineerd om te ontbinden en gadoliniumoxide te genereren.
Reactievoorbeeld: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Voorbereidende methode van gadoliniumoxide
1. Hoge temperatuur calcinatiemethode:
Gadoliniumzouten (zoals gadoliniumnitraat, gadoliniumoxalaat of gadoliniumcarbonaat) worden bij hoge temperaturen (boven 800°C) ontbonden en er ontstaat gadoliniumoxide.
Dit is de meest gebruikte bereidingsmethode en is geschikt voor productie op grote schaal.
2.Hydrothermische methode:
Gadoliniumoxide-nanodeeltjes ontstaan door de reactie van gadoliniumzouten met alkalische oplossingen onder hydrothermische omstandigheden met hoge temperatuur en hoge druk.
Met deze methode kan gadoliniumoxide met een hoge zuiverheidsgraad en een uniforme deeltjesgrootte worden bereid.
3.Sol-gel methode:
Gadoliniumzouten worden gemengd met organische voorlopers (zoals citroenzuur) om een sol te vormen. Deze wordt vervolgens gegeleerd, gedroogd en gecalcineerd om gadoliniumoxide te verkrijgen.
Deze methode is geschikt voor het bereiden van nanoschaal gadoliniumoxidepoeder.
Een veilige opslagcondities voor gadoliniumoxide
Gadoliniumoxide is relatief stabiel bij kamertemperatuur, maar om de veiligheid en materiaalprestaties te garanderen, moeten de volgende opslagcondities in acht worden genomen:
1. Vochtbestendig:
Gadoliniumoxide heeft een zekere mate van hygroscopisch karakter en moet in een droge omgeving worden bewaard om contact met vocht te vermijden.
Het is aan te raden om een afgesloten container te gebruiken en een droogmiddel (zoals silicagel) toe te voegen.
2. Lichtdicht:
Gadoliniumoxide is gevoelig voor licht. Langdurige blootstelling aan sterk licht kan de werking ervan beïnvloeden.
Bewaar op een koele, donkere plaats.
3. Temperatuurregeling:
De opslagtemperatuur moet binnen het bereik van kamertemperatuur (15-25°C) worden gehouden. Vermijd omgevingen met hoge of lage temperaturen.
Hoge temperaturen kunnen structurele veranderingen in gadoliniumoxide veroorzaken, terwijl lage temperaturen hygroscopiciteit kunnen veroorzaken.
4. Vermijd contact met zuur:
Gadoliniumoxide is een alkalisch oxide en reageert heftig met zuur.
Tijdens de opslag niet in contact laten komen met zure stoffen.
5. Voorkom stof:
Gadoliniumoxidepoeder kan de luchtwegen en de huid irriteren.
Bewaar de producten in afgesloten containers en draag beschermende uitrusting (zoals maskers en handschoenen) bij het hanteren ervan.
IV. Voorzorgsmaatregelen
1. Toxiciteit:Gadoliniumoxide zelf is niet erg giftig, maar het stof kan de luchtwegen en de huid irriteren. Direct contact moet daarom worden vermeden.
2. Afvalverwerking:Afval van gadoliniumoxide dient te worden gerecycled of behandeld volgens de regelgeving voor de omgang met gevaarlijke chemicaliën om milieuvervuiling te voorkomen.
Door bovenstaande methoden voor extractie, bereiding en opslag kan op efficiënte en veilige wijze hoogwaardig gadoliniumoxide worden verkregen, dat voldoet aan de behoeften op het gebied van magnetische materialen, optische apparatuur, medische beeldvorming, enz.
Plaatsingstijd: 28-02-2025