Ekstrahavimas, paruošimas ir saugus laikymasgadolinio oksidas (Gd₂O₃)yra svarbūs retųjų žemių elementų apdorojimo aspektai. Toliau pateikiamas išsamus aprašymas:
Gadolinio oksido ekstrahavimo metodas
Gadolinio oksidas paprastai išgaunamas iš retųjų žemių rūdų, kurių sudėtyje yra gadolinio, dažniausiai pasitaikančios rūdos yra monacitas ir bastnäsitas. Ekstrahavimo procesas daugiausia apima šiuos veiksmus:
1. Rūdos skaidymas:
Retųjų žemių rūda skaidoma rūgštiniu arba šarminiu metodu.
Rūgšties metodas: rūda apdorojama koncentruota sieros rūgštimi arba druskos rūgštimi, kad retųjų žemių elementai būtų paversti tirpiomis druskomis.
Šarminis metodas: aukštoje temperatūroje rūda išlydoma natrio arba kalio hidroksidu, kad retųjų žemių elementai būtų paversti hidroksidais.
2. Retųjų žemių atskyrimas:
Gadolinį iš retųjų žemių mišinių tirpalų atskirkite tirpiklio ekstrakcijos arba jonų mainų būdu.
Tirpiklio ekstrakcijos metodas: gadolinio jonams selektyviai ekstrahuoti naudokite organinius tirpiklius (pvz., tributilo fosfatą).
Jonų mainų metodas: gadolinio jonams atskirti naudokite jonų mainų dervą.
3. Gadolinio valymas:
Daugkartinio ekstrakcijos arba jonų mainų būdu pašalinami kiti retųjų žemių elementai ir priemaišos, siekiant gauti labai grynus gadolinio junginius (pvz., gadolinio chloridą arba gadolinio nitratą).
4. Konversija į gadolinio oksidą:
Išgrynintas gadolinio junginys (pvz., gadolinio nitratas arba gadolinio oksalatas) kalcinuojamas aukštoje temperatūroje, kad suskiltų ir susidarytų gadolinio oksidas.
Reakcijos pavyzdys: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Gadolinio oksido paruošimo metodas
1. Aukštos temperatūros kalcinavimo metodas:
Kalcino gadolinio druskos (pvz., gadolinio nitratas, gadolinio oksalatas arba gadolinio karbonatas) aukštoje temperatūroje (virš 800 °C) suskyla ir susidaro gadolinio oksidas.
Tai dažniausiai naudojamas paruošimo būdas ir tinka didelio masto gamybai.
2.Hidroterminis metodas:
Gadolinio oksido nanodalelės susidaro gadolinio druskoms reaguojant su šarminiais tirpalais aukštoje temperatūroje ir aukšto slėgio hidroterminėse sąlygose.
Šiuo metodu galima paruošti labai gryną gadolinio oksidą su vienodo dydžio dalelėmis.
3. Zolio-gelio metodas:
Gadolinio druskos sumaišomos su organiniais pirmtakais (pvz., citrinos rūgštimi), kad susidarytų solas, kuris vėliau geliuojamas, džiovinamas ir kalcinuojamas, kad būtų gautas gadolinio oksidas.
Šis metodas tinka nanoskalės gadolinio oksido miltelių paruošimui.
Gadolinio oksido saugios laikymo sąlygos
Gadolinio oksidas kambario temperatūroje yra gana stabilus, tačiau siekiant užtikrinti saugumą ir medžiagos eksploatacines savybes, vis tiek reikia laikytis šių laikymo sąlygų:
1. Atsparus drėgmei:
Gadolinio oksidas pasižymi tam tikru higroskopiškumu ir turėtų būti laikomas sausoje aplinkoje, kad būtų išvengta sąlyčio su drėgme.
Rekomenduojama naudoti sandarų indą ir įpilti sausiklio (pvz., silikagelio).
2. Atsparus šviesai:
Gadolinio oksidas yra jautrus šviesai, todėl ilgalaikis stiprios šviesos poveikis gali paveikti jo veikimą.
Laikyti vėsioje, tamsioje vietoje.
3. Temperatūros kontrolė:
Laikymo temperatūra turi būti kambario temperatūroje (15–25 °C), vengiant aukštos arba žemos temperatūros aplinkos.
Aukšta temperatūra gali sukelti gadolinio oksido struktūrinius pokyčius, o žema temperatūra – higroskopiškumą.
4. Venkite sąlyčio su rūgštimi:
Gadolinio oksidas yra šarminis oksidas ir smarkiai reaguoja su rūgštimi.
Laikymo metu laikyti atokiai nuo rūgštinių medžiagų.
5. Užkirsti kelią dulkėms:
Gadolinio oksido milteliai gali dirginti kvėpavimo takus ir odą.
Laikydami naudokite sandarius indus ir tvarkydami dėvėkite apsaugos priemones (pvz., kaukes ir pirštines).
IV. Atsargumo priemonės
1. Toksiškumas:Gadolinio oksidas pats savaime yra mažai toksiškas, tačiau jo dulkės gali dirginti kvėpavimo takus ir odą, todėl reikėtų vengti tiesioginio sąlyčio.
2. Atliekų šalinimas:Gadolinio oksido atliekos turėtų būti perdirbamos arba tvarkomos laikantis pavojingų cheminių medžiagų tvarkymo taisyklių, siekiant išvengti aplinkos taršos.
Taikant minėtus ekstrahavimo, paruošimo ir laikymo metodus, galima efektyviai ir saugiai gauti aukštos kokybės gadolinio oksidą, kad būtų patenkinti jo poreikiai magnetinių medžiagų, optinių prietaisų, medicininio vaizdavimo ir kt. srityse.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 28 d.