แกโดลิเนียมออกไซด์สกัดและเตรียมอย่างไร และมีเงื่อนไขการจัดเก็บที่ปลอดภัยอย่างไร

การสกัด การเตรียม และการเก็บรักษาอย่างปลอดภัยแกโดลิเนียมออกไซด์ (Gd₂O₃)เป็นองค์ประกอบที่สำคัญของการประมวลผลธาตุหายาก ต่อไปนี้คือคำอธิบายโดยละเอียด:

 

2. วิธีการสกัดแกโดลิเนียมออกไซด์

 

โดยทั่วไปแกโดลิเนียมออกไซด์จะถูกสกัดจากแร่หายากที่มีแกโดลิเนียมเป็นองค์ประกอบ แร่ทั่วไปได้แก่ มอนาไซต์และบาสท์เนไซต์ กระบวนการสกัดประกอบด้วยขั้นตอนหลักๆ ดังต่อไปนี้:

 

1.การสลายตัวของแร่:

 

แร่หายากจะถูกสลายตัวโดยวิธีกรดหรือด่าง

 

วิธีการกรด: บำบัดแร่ด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นหรือกรดไฮโดรคลอริกเพื่อเปลี่ยนธาตุหายากให้เป็นเกลือที่ละลายน้ำได้

 

วิธีด่าง: ใช้โซเดียมไฮดรอกไซด์หรือโพแทสเซียมไฮดรอกไซด์ในการหลอมแร่ที่อุณหภูมิสูงเพื่อแปลงธาตุหายากให้เป็นไฮดรอกไซด์

 

2.การแยกแร่ธาตุหายาก:

 

แยกแกโดลิเนียมออกจากสารละลายแร่ธาตุหายากผสมด้วยการสกัดตัวทำละลายหรือการแลกเปลี่ยนไอออน

 

วิธีการสกัดด้วยตัวทำละลาย: ใช้ตัวทำละลายอินทรีย์ (เช่น ไตรบิวทิลฟอสเฟต) เพื่อสกัดไอออนแกโดลิเนียมอย่างเลือกสรร

 

วิธีการแลกเปลี่ยนไอออน: ใช้เรซินแลกเปลี่ยนไอออนเพื่อแยกไอออนแกโดลิเนียม

 

3.การทำให้บริสุทธิ์ของแกโดลิเนียม:

 

โดยการสกัดหลายครั้งหรือการแลกเปลี่ยนไอออน ธาตุหายากอื่นๆ และสิ่งเจือปนจะถูกกำจัดออกเพื่อให้ได้สารประกอบแกโดลิเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง (เช่น แกโดลิเนียมคลอไรด์ หรือแกโดลิเนียมไนเตรต)

 

4.การแปลงเป็นแกโดลิเนียมออกไซด์:

 

สารประกอบแกโดลิเนียมที่บริสุทธิ์ (เช่น แกโดลิเนียมไนเตรตหรือแกโดลิเนียมออกซาเลต) จะถูกเผาที่อุณหภูมิสูงเพื่อสลายตัวและสร้างแกโดลิเนียมออกไซด์

 

ตัวอย่างปฏิกิริยา: 2 Gd(NO₃)₃ → Gd₂O₃ + 6 NO₂ + 3/2 O₂

แผนภูมิกระบวนการสกัดแกโดลิเนียมออกไซด์

2. วิธีการเตรียมแกโดลิเนียมออกไซด์

 

1.วิธีการเผาด้วยอุณหภูมิสูง:

 

เกลือแกโดลิเนียมแคลซีน (เช่น แกโดลิเนียมไนเตรต แกโดลิเนียมออกซาเลต หรือแกโดลิเนียมคาร์บอเนต) ที่อุณหภูมิสูง (สูงกว่า 800°C) เพื่อสลายตัวและสร้างแกโดลิเนียมออกไซด์

 

เป็นวิธีการเตรียมที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดและเหมาะสำหรับการผลิตในปริมาณมาก

 

2.วิธีไฮโดรเทอร์มอล:

 

อนุภาคนาโนแกโดลิเนียมออกไซด์เกิดขึ้นจากการทำปฏิกิริยาของเกลือแกโดลิเนียมกับสารละลายด่างภายใต้สภาวะไฮโดรเทอร์มอลที่มีอุณหภูมิสูงและแรงดันสูง

 

วิธีนี้สามารถเตรียมแกโดลิเนียมออกไซด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงโดยมีขนาดอนุภาคสม่ำเสมอ

 

3.วิธีโซล-เจล:

 

เกลือแกโดลิเนียมถูกผสมกับสารตั้งต้นอินทรีย์ (เช่น กรดซิตริก) เพื่อสร้างสารละลาย ซึ่งจากนั้นจะถูกทำให้เป็นเจล ทำให้แห้ง และเผาเพื่อให้ได้แกโดลิเนียมออกไซด์

 

วิธีนี้เหมาะสำหรับการเตรียมผงแกโดลิเนียมออกไซด์ในระดับนาโน

 

แกโดลิเนียมออกไซด์

 

3. เงื่อนไขการจัดเก็บที่ปลอดภัยของแกโดลิเนียมออกไซด์

 

แกโดลิเนียมออกไซด์ค่อนข้างเสถียรที่อุณหภูมิห้อง แต่ควรปฏิบัติตามเงื่อนไขในการจัดเก็บต่อไปนี้เพื่อให้แน่ใจว่าปลอดภัยและประสิทธิภาพของวัสดุ:

 

1.ป้องกันความชื้น:

 

แกโดลิเนียมออกไซด์มีความสามารถในการดูดความชื้นในระดับหนึ่ง และควรเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมที่แห้งเพื่อหลีกเลี่ยงการสัมผัสกับความชื้น

 

แนะนำให้ใช้ภาชนะปิดสนิทและเติมสารดูดความชื้น (เช่น ซิลิกาเจล)

 

2.กันแสง:

 

แกโดลิเนียมออกไซด์มีความไวต่อแสง และการได้รับแสงที่แรงเป็นเวลานานอาจส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพได้

 

ควรเก็บไว้ในที่เย็นและมืด

 

3.การควบคุมอุณหภูมิ:

 

ควรควบคุมอุณหภูมิในการจัดเก็บให้อยู่ในช่วงอุณหภูมิห้อง (15-25°C) หลีกเลี่ยงสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงหรือต่ำเกินไป

 

อุณหภูมิที่สูงอาจทำให้โครงสร้างของแกโดลิเนียมออกไซด์เปลี่ยนแปลง และอุณหภูมิที่ต่ำอาจทำให้เกิดภาวะดูดความชื้น

 

4.หลีกเลี่ยงการสัมผัสกรด:

 

แกโดลิเนียมออกไซด์เป็นออกไซด์ด่าง และจะทำปฏิกิริยากับกรดอย่างรุนแรง

 

เก็บให้ห่างจากสารที่มีฤทธิ์เป็นกรดระหว่างการเก็บรักษา

 

5.ป้องกันฝุ่นละออง:

 

ผงแกโดลิเนียมออกไซด์อาจระคายเคืองต่อทางเดินหายใจและผิวหนัง

 

ใช้ภาชนะที่ปิดสนิทเมื่อจัดเก็บและสวมอุปกรณ์ป้องกัน (เช่น หน้ากากและถุงมือ) เมื่อจัดการ

 

IV. ข้อควรระวัง

 

1.ความเป็นพิษ:แกโดลิเนียมออกไซด์มีความเป็นพิษต่ำ แต่ฝุ่นของมันอาจทำให้ทางเดินหายใจและผิวหนังเกิดการระคายเคือง ดังนั้นควรหลีกเลี่ยงการสัมผัสโดยตรง

 

2.การกำจัดขยะ:แกโดลิเนียมออกไซด์ที่เป็นขยะควรได้รับการรีไซเคิลหรือบำบัดตามข้อบังคับในการจัดการสารเคมีอันตรายเพื่อหลีกเลี่ยงมลพิษต่อสิ่งแวดล้อม

 

ด้วยวิธีการสกัด การเตรียม และการจัดเก็บดังกล่าวข้างต้น เราจึงสามารถได้รับแกโดลิเนียมออกไซด์คุณภาพสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพและปลอดภัย เพื่อตอบสนองความต้องการในด้านวัสดุแม่เหล็ก อุปกรณ์ออปติก การถ่ายภาพทางการแพทย์ ฯลฯ


เวลาโพสต์ : 28 ก.พ. 2568