Uuttaminen, valmistus ja turvallinen varastointigadoliniumoksidi (Gd₂O₃)ovat harvinaisten maametallien käsittelyn tärkeitä osa-alueita. Seuraavassa on yksityiskohtainen kuvaus：
Gadoliniumoksidin uuttomenetelmä
Gadoliniumoksidi uutetaan yleensä gadoliniumia sisältävistä harvinaisten maametallien malmeista, yleisiä malmeja ovat monasiitti ja bastnäsiitti. Uuttoprosessi sisältää pääasiassa seuraavat vaiheet:
1. Malmin hajoaminen:
Harvinaisten maametallien malmi hajoaa happo- tai emäksisellä menetelmällä.
Happomenetelmä: Käsittele malmia väkevällä rikkihapolla tai suolahapolla harvinaisten maametallien muuttamiseksi liukoisiksi suoloiksi.
Alkalinen menetelmä: Käytä natriumhydroksidia tai kaliumhydroksidia malmin sulattamiseen korkeassa lämpötilassa, jotta harvinaiset maametallit muuttuvat hydroksideiksi.
2. Harvinaisten maametallien erotus:
Erota gadolinium sekoitetuista harvinaisten maametallien liuoksista liuotinuutolla tai ioninvaihdolla.
Liuotinuuttomenetelmä: Käytä orgaanisia liuottimia (kuten tributyylifosfaattia) gadoliniumi-ionien selektiiviseen uuttamiseen.
Ioninvaihtomenetelmä: Käytä ioninvaihtohartsia gadoliniumi-ionien erottamiseen.
3. Gadoliniumin puhdistus:
Useiden uuttojen tai ioninvaihdon avulla poistetaan muita harvinaisia maametalleja ja epäpuhtauksia, jolloin saadaan erittäin puhtaita gadoliniumyhdisteitä (kuten gadoliniumkloridia tai gadoliniumnitraattia).
4. Muuntaminen gadoliniumoksidiksi:
Puhdistettu gadoliniumyhdiste (kuten gadoliniumnitraatti tai gadoliniumoksalaatti) kalsinoidaan korkeassa lämpötilassa hajoamaan ja tuottamaan gadoliniumoksidia.
Reaktioesimerkki: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Gadoliniumoksidin valmistusmenetelmä
1. Korkean lämpötilan kalsinointimenetelmä:
Kalsiini-gadoliniumsuolat (kuten gadoliniumnitraatti, gadoliniumoksalaatti tai gadoliniumkarbonaatti) korkeassa lämpötilassa (yli 800 °C) hajoavat ja muodostavat gadoliniumoksidia.
Tämä on yleisimmin käytetty valmistusmenetelmä ja sopii laajamittaiseen tuotantoon.
2.Hydroterminen menetelmä:
Gadoliniumoksidin nanopartikkeleita syntyy saattamalla gadoliniumsuolat reagoimaan emäksisten liuosten kanssa korkeassa lämpötilassa ja korkeassa paineessa hydrotermisissä olosuhteissa.
Tällä menetelmällä voidaan valmistaa erittäin puhdasta gadoliniumoksidia, jonka hiukkaskoko on tasainen.
3.Sooli-geelimenetelmä:
Gadoliniumsuolat sekoitetaan orgaanisten lähtöaineiden (kuten sitruunahapon) kanssa soolin muodostamiseksi, joka sitten geeliytetään, kuivataan ja kalsinoidaan gadoliniumoksidin saamiseksi.
Tämä menetelmä soveltuu nanomittakaavan gadoliniumoksidijauheen valmistukseen.
Gadoliniumoksidin turvalliset säilytysolosuhteet
Gadoliniumoksidi on suhteellisen stabiili huoneenlämmössä, mutta seuraavat säilytysolosuhteet on silti otettava huomioon turvallisuuden ja materiaalin suorituskyvyn varmistamiseksi:
1. Kosteudenkestävä:
Gadoliniumoksidilla on tietty hygroskooppisuus ja se tulee säilyttää kuivassa paikassa kosteuden välttämiseksi.
On suositeltavaa käyttää suljettua astiaa ja lisätä siihen kuivausainetta (kuten silikageeliä).
2. Valonkestävä:
Gadoliniumoksidi on herkkä valolle, ja pitkäaikainen altistuminen voimakkaalle valolle voi vaikuttaa sen tehoon.
Säilytettävä viileässä ja pimeässä paikassa.
3.Lämpötilan säätö:
Säilytyslämpötilan tulee pysyä huoneenlämmössä (15–25 °C) ja välttää korkeita tai matalia lämpötiloja.
Korkea lämpötila voi aiheuttaa gadoliniumoksidin rakenteellisia muutoksia ja matala lämpötila voi aiheuttaa hygroskooppisuutta.
4. Vältä kosketusta hapon kanssa:
Gadoliniumoksidi on emäksinen oksidi ja reagoi kiivaasti hapon kanssa.
Pidä erillään happamista aineista varastoinnin aikana.
5. Estä pölyä:
Gadoliniumoksidijauhe voi ärsyttää hengitysteitä ja ihoa.
Käytä suljettuja astioita varastoidessa ja käytä suojavarusteita (kuten maskia ja käsineitä) käsitellessäsi.
IV. Varotoimet
1. Myrkyllisyys:Gadoliniumoksidi itsessään on myrkytöntä, mutta sen pöly voi ärsyttää hengitysteitä ja ihoa, joten suoraa kosketusta sen kanssa tulee välttää.
2. Jätteenkäsittely:Gadoliniumoksidijäte tulee kierrättää tai käsitellä vaarallisten kemikaalien käsittelyä koskevien määräysten mukaisesti ympäristön saastumisen välttämiseksi.
Edellä mainittujen uutto-, valmistus- ja varastointimenetelmien avulla voidaan saada tehokkaasti ja turvallisesti korkealaatuista gadoliniumoksidia tarpeisiin magneettisten materiaalien, optisten laitteiden, lääketieteellisen kuvantamisen jne. aloilla.
Julkaisuaika: 28. helmikuuta 2025