Ieguve, sagatavošana un droša uzglabāšanagadolīnija oksīds (Gd₂O₃)ir svarīgi retzemju elementu apstrādes aspekti. Tālāk ir sniegts detalizēts apraksts:
Gadolīnija oksīda ekstrakcijas metode
Gadolīnija oksīdu parasti iegūst no retzemju rūdām, kas satur gadolīniju, izplatītākās rūdas ir monazīts un bastnēsīts. Ieguves process galvenokārt ietver šādus soļus:
1. Rūdas sadalīšanās:
Retzemju rūdu sadala ar skābi vai sārmu metodi.
Skābes metode: rūdu apstrādā ar koncentrētu sērskābi vai sālsskābi, lai retzemju elementus pārvērstu šķīstošos sāļos.
Sārmainā metode: rūdas kausēšanai augstā temperatūrā izmanto nātrija hidroksīdu vai kālija hidroksīdu, lai retzemju elementus pārvērstu hidroksīdos.
2. Retzemju elementu atdalīšana:
Atdaliet gadolīniju no jauktiem retzemju šķīdumiem, izmantojot šķīdinātāja ekstrakciju vai jonu apmaiņu.
Šķīdinātāja ekstrakcijas metode: gadolīnija jonu selektīvai ekstrakcijai izmantojiet organiskos šķīdinātājus (piemēram, tributilfosfātu).
Jonu apmaiņas metode: gadolīnija jonu atdalīšanai izmantojiet jonu apmaiņas sveķus.
3. Gadolīnija attīrīšana:
Ar vairākkārtēju ekstrakciju vai jonu apmaiņas palīdzību tiek atdalīti citi retzemju elementi un piemaisījumi, lai iegūtu augstas tīrības pakāpes gadolīnija savienojumus (piemēram, gadolīnija hlorīdu vai gadolīnija nitrātu).
4. Pārveidošana par gadolīnija oksīdu:
Attīrītais gadolīnija savienojums (piemēram, gadolīnija nitrāts vai gadolīnija oksalāts) tiek kalcinēts augstā temperatūrā, lai sadalītos un iegūtu gadolīnija oksīdu.
Reakcijas piemērs: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Gadolīnija oksīda pagatavošanas metode
1. Augstas temperatūras kalcinēšanas metode:
Kalcīna gadolīnija sāļi (piemēram, gadolīnija nitrāts, gadolīnija oksalāts vai gadolīnija karbonāts) augstā temperatūrā (virs 800°C), lai sadalītos un radītu gadolīnija oksīdu.
Šī ir visizplatītākā sagatavošanas metode, un tā ir piemērota liela mēroga ražošanai.
2. Hidrotermālā metode:
Gadolīnija oksīda nanodaļiņas rodas, gadolīnija sāļiem reaģējot ar sārmainiem šķīdumiem augstas temperatūras un augsta spiediena hidrotermālos apstākļos.
Šī metode var sagatavot augstas tīrības pakāpes gadolīnija oksīdu ar vienādu daļiņu izmēru.
3.Sol-gela metode:
Gadolīnija sāļus sajauc ar organiskiem prekursoriem (piemēram, citronskābi), veidojot solu, ko pēc tam želejveidē, žāvē un kalcinē, lai iegūtu gadolīnija oksīdu.
Šī metode ir piemērota nano mēroga gadolīnija oksīda pulvera pagatavošanai.
Gadolīnija oksīda droši uzglabāšanas apstākļi
Gadolīnija oksīds istabas temperatūrā ir relatīvi stabils, taču, lai nodrošinātu drošību un materiāla veiktspēju, joprojām jāievēro šādi uzglabāšanas apstākļi:
1. Mitrumizturīgs:
Gadolīnija oksīdam piemīt zināma higroskopiskuma pakāpe, un tas jāuzglabā sausā vidē, lai izvairītos no saskares ar mitrumu.
Ieteicams izmantot noslēgtu trauku un pievienot desikantu (piemēram, silikagelu).
2. Gaismas necaurlaidīgs:
Gadolīnija oksīds ir jutīgs pret gaismu, un ilgstoša spēcīgas gaismas iedarbība var ietekmēt tā darbību.
Jāuzglabā vēsā, tumšā vietā.
3. Temperatūras kontrole:
Uzglabāšanas temperatūra jākontrolē istabas temperatūras diapazonā (15–25 °C), izvairoties no augstas vai zemas temperatūras.
Augsta temperatūra var izraisīt gadolīnija oksīda strukturālas izmaiņas, un zema temperatūra var izraisīt higroskopiskumu.
4. Izvairieties no saskares ar skābi:
Gadolīnija oksīds ir sārmains oksīds un vardarbīgi reaģē ar skābi.
Uzglabāšanas laikā sargāt no skābām vielām.
5.Novērst putekļus:
Gadolīnija oksīda pulveris var kairināt elpceļus un ādu.
Uzglabājot, izmantojiet noslēgtus traukus un, rīkojoties, valkājiet aizsarglīdzekļus (piemēram, maskas un cimdus).
IV. Piesardzības pasākumi
1. Toksicitāte:Gadolīnija oksīds pats par sevi ir maztoksisks, taču tā putekļi var kairināt elpceļus un ādu, tāpēc jāizvairās no tiešas saskares.
2. Atkritumu apglabāšana:Gadolīnija oksīda atkritumi jāpārstrādā vai jāapstrādā saskaņā ar bīstamo ķīmisko vielu apstrādes noteikumiem, lai izvairītos no vides piesārņojuma.
Izmantojot iepriekš minētās ekstrakcijas, sagatavošanas un uzglabāšanas metodes, var efektīvi un droši iegūt augstas kvalitātes gadolīnija oksīdu, lai apmierinātu tā vajadzības magnētisko materiālu, optisko ierīču, medicīniskās attēlveidošanas u. c. jomās.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 28. februāris