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

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
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