A extracción, preparación e almacenamento seguro deóxido de gadolinio (Gd₂O₃)son aspectos importantes do procesamento de elementos de terras raras. A continuación móstrase unha descrición detallada:
Método de extracción do óxido de gadolinio
O óxido de gadolinio adoita extraerse de minerais de terras raras que conteñen gadolinio; entre os minerais máis comúns están a monacita e a bastnäsita. O proceso de extracción inclúe principalmente os seguintes pasos:
1. Descomposición do mineral:
O mineral de terras raras descomponse por métodos ácidos ou alcalinos.
Método ácido: tratar o mineral con ácido sulfúrico concentrado ou ácido clorhídrico para converter os elementos de terras raras en sales solubles.
Método alcalino: úsase hidróxido de sodio ou hidróxido de potasio para fundir o mineral a alta temperatura para converter os elementos de terras raras en hidróxidos.
2. Separación de terras raras:
Separar o gadolinio de solucións mixtas de terras raras mediante extracción con solventes ou intercambio iónico.
Método de extracción con solventes: usar solventes orgánicos (como o tributil fosfato) para extraer selectivamente os ións de gadolinio.
Método de intercambio iónico: usar resina de intercambio iónico para separar os ións de gadolinio.
3. Purificación do gadolinio:
Mediante múltiples extraccións ou intercambio iónico, elimínanse outros elementos de terras raras e impurezas para obter compostos de gadolinio de alta pureza (como o cloruro de gadolinio ou o nitrato de gadolinio).
4. Conversión a óxido de gadolinio:
O composto de gadolinio purificado (como o nitrato de gadolinio ou o oxalato de gadolinio) calcínase a alta temperatura para descompoñerse e xerar óxido de gadolinio.
Exemplo de reacción: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Método de preparación do óxido de gadolinio
1. Método de calcinación a alta temperatura:
Calcinar sales de gadolinio (como nitrato de gadolinio, oxalato de gadolinio ou carbonato de gadolinio) a alta temperatura (por riba de 800 °C) para descompoñerse e xerar óxido de gadolinio.
Este é o método de preparación máis empregado e é axeitado para a produción a grande escala.
2. Método hidrotermal:
As nanopartículas de óxido de gadolinio xéranse facendo reaccionar sales de gadolinio con solucións alcalinas en condicións hidrotermais de alta temperatura e alta presión.
Este método pode preparar óxido de gadolinio de alta pureza con tamaño de partícula uniforme.
3. Método sol-xel:
Os sales de gadolinio mestúranse con precursores orgánicos (como o ácido cítrico) para formar un sol, que despois se xelifica, seca e calcina para obter óxido de gadolinio.
Este método é axeitado para a preparación de po de óxido de gadolinio a nanoescala.
Condicións de almacenamento seguro do óxido de gadolinio
O óxido de gadolinio é relativamente estable á temperatura ambiente, pero débense ter en conta as seguintes condicións de almacenamento para garantir a seguridade e o rendemento do material:
1. Resistente á humidade:
O óxido de gadolinio ten un certo grao de higroscopicidade e debe almacenarse nun ambiente seco para evitar o contacto coa humidade.
Recoméndase usar un recipiente selado e engadir un desecante (como xel de sílice).
2. Resistente á luz:
O óxido de gadolinio é sensible á luz e a exposición a longo prazo a unha luz forte pode afectar o seu rendemento.
Debe gardarse nun lugar fresco e escuro.
3. Control da temperatura:
A temperatura de almacenamento debe controlarse dentro do rango de temperatura ambiente (15-25 °C), evitando ambientes de altas ou baixas temperaturas.
As altas temperaturas poden causar cambios estruturais no óxido de gadolinio e as baixas temperaturas poden causar higroscopicidade.
4. Evitar o contacto co ácido:
O óxido de gadolinio é un óxido alcalino e reacciona violentamente co ácido.
Manter lonxe de substancias ácidas durante o almacenamento.
5. Evitar o po:
O po de óxido de gadolinio pode irritar as vías respiratorias e a pel.
Use recipientes selados para almacenar e use equipos de protección (como máscaras e luvas) para manipulalos.
IV. Precaucións
1. Toxicidade:O óxido de gadolinio en si mesmo ten baixa toxicidade, pero o seu po pode irritar as vías respiratorias e a pel, polo que se debe evitar o contacto directo.
2. Eliminación de residuos:Os residuos de óxido de gadolinio deben reciclarse ou tratarse de acordo coas normas de manipulación de produtos químicos perigosos para evitar a contaminación ambiental.
Mediante os métodos de extracción, preparación e almacenamento mencionados anteriormente, pódese obter óxido de gadolinio de alta calidade de forma eficiente e segura para satisfacer as súas necesidades nos campos dos materiais magnéticos, os dispositivos ópticos, a imaxe médica, etc.
Data de publicación: 28 de febreiro de 2025