Extrakcia, príprava a bezpečné skladovanieoxid gadolínia (Gd₂O₃)sú dôležité aspekty spracovania prvkov vzácnych zemín. Nasleduje podrobný popis:
Metóda extrakcie oxidu gadolínia
Oxid gadolínia sa zvyčajne extrahuje z rúd vzácnych zemín obsahujúcich gadolínium, medzi bežné rudy patrí monazit a bastnäsit. Extrakčný proces zahŕňa najmä tieto kroky:
1. Rozklad rudy:
Ruda vzácnych zemín sa rozkladá kyslou alebo alkalickou metódou.
Kyselinová metóda: Rudu upravte koncentrovanou kyselinou sírovou alebo kyselinou chlorovodíkovou, aby sa prvky vzácnych zemín premenili na rozpustné soli.
Alkalická metóda: Na roztavenie rudy pri vysokej teplote použite hydroxid sodný alebo hydroxid draselný, aby sa prvky vzácnych zemín premenili na hydroxidy.
2. Separácia vzácnych zemín:
Gadolínium sa oddelí od zmesných roztokov vzácnych zemín extrakciou rozpúšťadlom alebo iónovou výmenou.
Metóda extrakcie rozpúšťadlom: Na selektívnu extrakciu iónov gadolínia použite organické rozpúšťadlá (ako je tributylfosfát).
Metóda iónovej výmeny: Na oddelenie iónov gadolínia použite iónomeničovú živicu.
3. Čistenie gadolínia:
Viacnásobnými extrakciami alebo iónovou výmenou sa odstraňujú ďalšie prvky vzácnych zemín a nečistoty, čím sa získajú vysoko čisté zlúčeniny gadolínia (ako je chlorid gadolínia alebo dusičnan gadolínia).
4. Premena na oxid gadolínia:
Vyčistená zlúčenina gadolínia (ako napríklad dusičnan gadolínia alebo oxalát gadolínia) sa kalcinuje pri vysokej teplote, aby sa rozložila a vytvoril sa oxid gadolínia.
Príklad reakcie: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Spôsob prípravy oxidu gadolínia
1. Metóda kalcinácie pri vysokej teplote:
Kalcinované soli gadolínia (ako napríklad dusičnan gadolínia, oxalát gadolínia alebo uhličitan gadolínia) sa pri vysokej teplote (nad 800 °C) rozkladajú a vytvárajú oxid gadolínia.
Toto je najbežnejšie používaná metóda prípravy a je vhodná pre veľkovýrobu.
2. Hydrotermálna metóda:
Nanočastice oxidu gadolínia sa vytvárajú reakciou solí gadolínia s alkalickými roztokmi za hydrotermálnych podmienok vysokej teploty a vysokého tlaku.
Táto metóda umožňuje pripraviť vysoko čistý oxid gadolínia s jednotnou veľkosťou častíc.
3. Metóda Sol-gél:
Gadolíniové soli sa zmiešajú s organickými prekurzormi (ako je kyselina citrónová) za vzniku sólu, ktorý sa potom géluje, suší a kalcinuje, čím sa získa oxid gadolínia.
Táto metóda je vhodná na prípravu prášku oxidu gadolínia v nanorozmeroch.
Bezpečné skladovacie podmienky oxidu gadolínia
Oxid gadolínia je pri izbovej teplote relatívne stabilný, ale na zaistenie bezpečnosti a výkonu materiálu je potrebné dodržiavať nasledujúce skladovacie podmienky:
1. Odolný voči vlhkosti:
Oxid gadolínia má určitý stupeň hygroskopickosti a mal by sa skladovať v suchom prostredí, aby sa zabránilo kontaktu s vlhkosťou.
Odporúča sa použiť uzavretú nádobu a pridať vysúšadlo (napríklad silikagél).
2. Svetloodolný:
Oxid gadolínia je citlivý na svetlo a dlhodobé vystavenie silnému svetlu môže ovplyvniť jeho účinnosť.
Malo by sa skladovať na chladnom a tmavom mieste.
3. Regulácia teploty:
Skladovacia teplota by sa mala udržiavať v rozmedzí izbovej teploty (15 – 25 °C), pričom by sa malo vyhýbať prostrediu s vysokými alebo nízkymi teplotami.
Vysoká teplota môže spôsobiť štrukturálne zmeny v oxide gadolínia a nízka teplota môže spôsobiť hygroskopickosť.
4. Zabráňte kontaktu s kyselinou:
Oxid gadolínia je alkalický oxid a bude prudko reagovať s kyselinou.
Počas skladovania uchovávajte mimo dosahu kyslých látok.
5. Zabráňte prachu:
Prášok oxidu gadolínia môže dráždiť dýchacie cesty a pokožku.
Pri skladovaní používajte uzavreté nádoby a pri manipulácii noste ochranné prostriedky (ako sú masky a rukavice).
IV. Bezpečnostné opatrenia
1. Toxicita:Samotný oxid gadolínia má nízku toxicitu, ale jeho prach môže dráždiť dýchacie cesty a pokožku, preto sa treba vyhýbať priamemu kontaktu.
2. Likvidácia odpadu:Odpadový oxid gadolínia by sa mal recyklovať alebo spracovávať v súlade s predpismi o manipulácii s nebezpečnými chemikáliami, aby sa predišlo znečisteniu životného prostredia.
Prostredníctvom vyššie uvedených metód extrakcie, prípravy a skladovania je možné efektívne a bezpečne získať vysokokvalitný oxid gadolínia, ktorý uspokojí jeho potreby v oblasti magnetických materiálov, optických zariadení, lekárskeho zobrazovania atď.
Čas uverejnenia: 28. februára 2025