A extração, preparação e armazenamento seguro deóxido de gadolínio (Gd₂O₃)são aspectos importantes do processamento de elementos de terras raras. A seguir, uma descrição detalhada:
Método de extração de óxido de gadolínio
O óxido de gadolínio é geralmente extraído de minérios de terras raras que contêm gadolínio; os minérios comuns incluem monazita e bastnäsita. O processo de extração inclui principalmente as seguintes etapas:
1. Decomposição do minério:
O minério de terras raras é decomposto por método ácido ou alcalino.
Método ácido: Trate o minério com ácido sulfúrico concentrado ou ácido clorídrico para converter os elementos de terras raras em sais solúveis.
Método alcalino: Use hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio para derreter o minério em alta temperatura para converter os elementos de terras raras em hidróxidos.
2. Separação de terras raras:
Separe o gadolínio das soluções mistas de terras raras por extração com solvente ou troca iônica.
Método de extração por solvente: use solventes orgânicos (como fosfato de tributila) para extrair seletivamente íons de gadolínio.
Método de troca iônica: use resina de troca iônica para separar íons de gadolínio.
3. Purificação do gadolínio:
Por meio de múltiplas extrações ou troca iônica, outros elementos de terras raras e impurezas são removidos para obter compostos de gadolínio de alta pureza (como cloreto de gadolínio ou nitrato de gadolínio).
4. Conversão em óxido de gadolínio:
O composto de gadolínio purificado (como nitrato de gadolínio ou oxalato de gadolínio) é calcinado em alta temperatura para se decompor e gerar óxido de gadolínio.
Exemplo de reação: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂
Método de preparação de óxido de gadolínio
1. Método de calcinação de alta temperatura:
Sais de gadolínio calcinados (como nitrato de gadolínio, oxalato de gadolínio ou carbonato de gadolínio) em alta temperatura (acima de 800°C) para se decompor e gerar óxido de gadolínio.
Este é o método de preparação mais comumente usado e é adequado para produção em larga escala.
2. Método hidrotérmico:
Nanopartículas de óxido de gadolínio são geradas pela reação de sais de gadolínio com soluções alcalinas sob condições hidrotérmicas de alta temperatura e alta pressão.
Este método pode preparar óxido de gadolínio de alta pureza com tamanho de partícula uniforme.
3. Método sol-gel:
Sais de gadolínio são misturados com precursores orgânicos (como ácido cítrico) para formar um sol, que é então gelificado, seco e calcinado para obter óxido de gadolínio.
Este método é adequado para preparar pó de óxido de gadolínio em nanoescala.
3. Condições seguras de armazenamento de óxido de gadolínio
O óxido de gadolínio é relativamente estável à temperatura ambiente, mas as seguintes condições de armazenamento ainda devem ser observadas para garantir a segurança e o desempenho do material:
1. À prova de umidade:
O óxido de gadolínio tem um certo grau de higroscopicidade e deve ser armazenado em ambiente seco para evitar contato com umidade.
Recomenda-se usar um recipiente fechado e adicionar um dessecante (como gel de sílica).
2. À prova de luz:
O óxido de gadolínio é sensível à luz, e a exposição prolongada à luz forte pode afetar seu desempenho.
Deve ser armazenado em local fresco e escuro.
3. Controle de temperatura:
A temperatura de armazenamento deve ser controlada dentro da faixa de temperatura ambiente (15-25°C), evitando ambientes com temperaturas altas ou baixas.
Altas temperaturas podem causar alterações estruturais no óxido de gadolínio, e baixas temperaturas podem causar higroscopicidade.
4.Evite contato com ácido:
O óxido de gadolínio é um óxido alcalino e reage violentamente com ácido.
Mantenha longe de substâncias ácidas durante o armazenamento.
5. Evite poeira:
O pó de óxido de gadolínio pode irritar o trato respiratório e a pele.
Use recipientes fechados ao armazenar e use equipamentos de proteção (como máscaras e luvas) ao manusear.
IV. Precauções
1. Toxicidade:O óxido de gadolínio em si é pouco tóxico, mas sua poeira pode irritar o trato respiratório e a pele, portanto, o contato direto deve ser evitado.
2. Eliminação de resíduos:O óxido de gadolínio residual deve ser reciclado ou tratado de acordo com os regulamentos de manuseio de produtos químicos perigosos para evitar poluição ambiental.
Por meio dos métodos de extração, preparação e armazenamento acima, é possível obter óxido de gadolínio de alta qualidade de forma eficiente e segura para atender às suas necessidades nas áreas de materiais magnéticos, dispositivos ópticos, imagens médicas, etc.
Horário da publicação: 28 de fevereiro de 2025