Extrakce, příprava a bezpečné skladováníoxid gadolinia (Gd₂O₃)jsou důležité aspekty zpracování prvků vzácných zemin. Následuje podrobný popis:
Metoda extrakce oxidu gadolinia
Oxid gadolinia se obvykle extrahuje z rud vzácných zemin obsahujících gadolinium, mezi běžné rudy patří monazit a bastnäsit. Extrakční proces zahrnuje hlavně následující kroky:
1. Rozklad rudy:
Ruda vzácných zemin se rozkládá kyselou nebo alkalickou metodou.
Kyselá metoda: Rudu upravte koncentrovanou kyselinou sírovou nebo kyselinou chlorovodíkovou, aby se prvky vzácných zemin přeměnily na rozpustné soli.
Alkalická metoda: K roztavení rudy při vysoké teplotě se použije hydroxid sodný nebo hydroxid draselný, aby se prvky vzácných zemin přeměnily na hydroxidy.
2. Separace vzácných zemin:
Gadolinium se oddělí od směsných roztoků kovů vzácných zemin extrakcí rozpouštědlem nebo iontovou výměnou.
Metoda extrakce rozpouštědlem: K selektivní extrakci iontů gadolinia se používají organická rozpouštědla (například tributylfosfát).
Metoda iontové výměny: K oddělení iontů gadolinia použijte iontoměničovou pryskyřici.
3. Čištění gadolinia:
Vícenásobnými extrakcemi nebo iontovou výměnou se odstraňují další prvky vzácných zemin a nečistoty, čímž se získávají vysoce čisté sloučeniny gadolinia (jako je chlorid gadolinia nebo dusičnan gadolinia).
4. Přeměna na oxid gadolinia:
Vyčištěná sloučenina gadolinia (jako je dusičnan gadolinia nebo oxalát gadolinia) se kalcinuje při vysoké teplotě, aby se rozložila a vytvořila oxid gadolinia.
Příklad reakce: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Způsob přípravy oxidu gadolinia
1. Metoda kalcinace při vysoké teplotě:
Kalcinované gadoliniové soli (jako je dusičnan gadolinia, oxalát gadolinia nebo uhličitan gadolinia) se při vysoké teplotě (nad 800 °C) rozkládají a vzniká oxid gadolinia.
Toto je nejběžněji používaná metoda přípravy a je vhodná pro velkovýrobu.
2. Hydrotermální metoda:
Nanočástice oxidu gadolinia vznikají reakcí solí gadolinia s alkalickými roztoky za hydrotermálních podmínek vysoké teploty a vysokého tlaku.
Tato metoda umožňuje připravit vysoce čistý oxid gadolinia s jednotnou velikostí částic.
3. Sol-gelová metoda:
Gadoliniové soli se smíchají s organickými prekurzory (jako je kyselina citronová) za vzniku solu, který se poté zgeluje, suší a kalcinuje za účelem získání oxidu gadolinia.
Tato metoda je vhodná pro přípravu prášku oxidu gadolinia v nanoměřítku.
Bezpečné skladovací podmínky oxidu gadolinia
Oxid gadolinia je při pokojové teplotě relativně stabilní, ale pro zajištění bezpečnosti a vlastností materiálu je třeba dodržovat následující skladovací podmínky:
1. Odolné proti vlhkosti:
Oxid gadolinia má určitý stupeň hygroskopičnosti a měl by být skladován v suchém prostředí, aby se zabránilo kontaktu s vlhkostí.
Doporučuje se použít uzavřenou nádobu a přidat vysoušedlo (například silikagel).
2. Odolné vůči světlu:
Oxid gadolinia je citlivý na světlo a dlouhodobé vystavení silnému světlu může ovlivnit jeho účinnost.
Mělo by být skladováno na chladném a tmavém místě.
3. Regulace teploty:
Skladovací teplota by měla být v rozmezí pokojové teploty (15–25 °C) a měla by se vyhýbat prostředí s vysokými nebo nízkými teplotami.
Vysoká teplota může způsobit strukturální změny oxidu gadolinia a nízká teplota může způsobit hygroskopičnost.
4. Zabraňte kontaktu s kyselinou:
Oxid gadolinia je alkalický oxid a bude prudce reagovat s kyselinami.
Během skladování chraňte před kyselými látkami.
5. Zabraňte prachu:
Prášek oxidu gadolinia může dráždit dýchací cesty a kůži.
Při skladování používejte uzavřené nádoby a při manipulaci noste ochranné pomůcky (jako jsou masky a rukavice).
IV. Bezpečnostní opatření
1. Toxicita:Oxid gadolinia sám o sobě má nízkou toxicitu, ale jeho prach může dráždit dýchací cesty a kůži, proto je třeba se vyhnout přímému kontaktu.
2. Likvidace odpadu:Odpadní oxid gadolinia by měl být recyklován nebo zpracován v souladu s předpisy pro nakládání s nebezpečnými chemickými látkami, aby se zabránilo znečištění životního prostředí.
Výše uvedenými metodami extrakce, přípravy a skladování lze efektivně a bezpečně získat vysoce kvalitní oxid gadolinia, který uspokojí jeho potřeby v oblasti magnetických materiálů, optických zařízení, lékařského zobrazování atd.
Čas zveřejnění: 28. února 2025