[go: up one dir, main page]

RU2159740C1 - Method of preparing gadolinium oxide - Google Patents

Method of preparing gadolinium oxide Download PDF

Info

Publication number
RU2159740C1
RU2159740C1 RU99126660/12A RU99126660A RU2159740C1 RU 2159740 C1 RU2159740 C1 RU 2159740C1 RU 99126660/12 A RU99126660/12 A RU 99126660/12A RU 99126660 A RU99126660 A RU 99126660A RU 2159740 C1 RU2159740 C1 RU 2159740C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gadolinium oxide
hours
gadolinium
organic mixture
oxalic acid
Prior art date
Application number
RU99126660/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Е.В. Никитин
ков Л.А. Пол
Л.А. Поляков
Ю.А. Монастырев
О.В. Пашина
Original Assignee
Государственное предприятие комбинат "Электрохимприбор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Государственное предприятие комбинат "Электрохимприбор" filed Critical Государственное предприятие комбинат "Электрохимприбор"
Priority to RU99126660/12A priority Critical patent/RU2159740C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2159740C1 publication Critical patent/RU2159740C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Medicines Containing Antibodies Or Antigens For Use As Internal Diagnostic Agents (AREA)

Abstract

FIELD: chemical industry, more particularly preparation of gadolinium oxide from gadolinium-containing organic mixtures. SUBSTANCE: organic mixture containing gadolinium oxide is boiled in hydrochloric acid at 100-110 C for 4 hours. The filtered suspension is maintained in the presence of oxalic acid at 85-95 C till complete precipitation. Precipitated powder is filtered, dried at 180-190 for 5 or 6 hours and calcined at 900-930 C for 3.5-4.5 hours. Method makes it possible to prepare expensive gadolinium oxide from utilized waste and use it once again. EFFECT: more efficient preparation method. 3 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к обогащению и получению из органических смесей, растворов и суспензий порошкообразных материалов (алмазов, кубического нитрида бора, редкоземельных соединений и др.). The invention relates to the enrichment and preparation of powdered materials (diamonds, cubic boron nitride, rare earth compounds, etc.) from organic mixtures, solutions and suspensions.

В настоящее время в изделиях специального назначения, приборах и устройствах применяются нейтронопоглощающие покрытия, содержащие окись гадолиния. At present, neutron-absorbing coatings containing gadolinium oxide are used in special-purpose products, instruments, and devices.

Такие покрытия представляют композиционные структуры толщиной до 10 мм, включающие каучук марки СКТН, окись гадолиния, углеродные добавки, катализаторы, примеси и т.д. Such coatings represent composite structures up to 10 mm thick, including SKTN rubber, gadolinium oxide, carbon additives, catalysts, impurities, etc.

В процессе разборки такие покрытия отслаивают с изделий специального назначения (приборов и т.д.) и утилизируют в больших количествах. При этом уничтожается дорогостоящий компонент - окись гадолиния. In the process of disassembling, such coatings are peeled off from special-purpose products (devices, etc.) and disposed of in large quantities. At the same time, an expensive component is destroyed - gadolinium oxide.

В промышленности окись гадолиния применяется в производстве люминофоров, монокристаллов галий-гадолиниевых гранатов, оптического стекла, в защитных нейтронопоглощающих покрытиях и др. In industry, gadolinium oxide is used in the production of phosphors, single crystals of gallium-gadolinium garnets, optical glass, in protective neutron-absorbing coatings, etc.

Таким образом, возникает проблема в разработке способа получения окиси гадолиния из органической смеси с целью его повторного использования по назначению. Thus, a problem arises in the development of a method for producing gadolinium oxide from an organic mixture in order to reuse it as intended.

Известен способ осаждения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты, заключающийся в нейтрализации циркуляционной пульпы до pH 4-4,5 аммиаком, углекислым натрием, известью и другими нейтрализующими соединениями и отбора осадка редкоземельных элементов либо фильтрацией, либо центрифугированием (а.с. N 2132303). Недостатком данного способа осаждения редкоземельных элементов является недостаточная производительность и необходимость работать с аммиаком, который оказывает вредное влияние на здоровье работающего персонала. A known method of precipitation of rare-earth elements from extraction phosphoric acid, which consists in neutralizing the circulation pulp to a pH of 4-4.5 with ammonia, sodium carbonate, lime and other neutralizing compounds and selecting a precipitate of rare-earth elements either by filtration or centrifugation (a.c. N 2132303) . The disadvantage of this method of deposition of rare earth elements is the lack of productivity and the need to work with ammonia, which has a harmful effect on the health of working personnel.

Известен способ получения окиси гадолиния из органической смеси, включающий пиролиз исходного материала при 700oC в течение 3 часов для разложения органики, нагрев материала в соляной кислоте, фильтрацию, обработку фильтрата щавелевой кислотной при 80oC в течение 3 часов, прокаливание образовавшегося оксалата гадолиния при 800 - 850oC в течение 6 час (см. US 4400360, C 01 F 17/00, опубл. 23.08.1983).A known method of producing gadolinium oxide from an organic mixture, including pyrolysis of the starting material at 700 o C for 3 hours to decompose organics, heating the material in hydrochloric acid, filtering, processing the oxalic acid filtrate at 80 o C for 3 hours, calcining the resulting gadolinium oxalate at 800 - 850 o C for 6 hours (see US 4400360, C 01 F 17/00, publ. 08.23.1983).

Этот способ является прототипом по совокупности существенных признаков. This method is a prototype for the combination of essential features.

Недостатком указанного способа является большое количество выделяемой сажи и вредных газообразных продуктов, попадающих в атмосферу. The disadvantage of this method is the large amount of carbon black and harmful gaseous products that enter the atmosphere.

Технический результат изобретения - разработка способа получения окиси гадолиния из органической смеси с обеспечением требуемых качественных показателей. The technical result of the invention is the development of a method for producing gadolinium oxide from an organic mixture with the provision of the required quality indicators.

Решение поставленной задачи достигается тем, что органическую смесь, содержащую окись гадолиния и различные соединения последовательно подвергают термической обработке в соляной и щавелевой кислоты. The solution to this problem is achieved by the fact that the organic mixture containing gadolinium oxide and various compounds are subsequently subjected to heat treatment in hydrochloric and oxalic acid.

Процесс выделения состоит из следующих операций:
- подготовка органической смеси; химическая очистка соляной кислотой; получение суспензии оксалата гадолиния; фильтрование, сушка осадка;
- прокаливание, получение окиси гадолиния.
The selection process consists of the following operations:
- preparation of the organic mixture; chemical cleaning with hydrochloric acid; obtaining a suspension of gadolinium oxalate; filtering, drying the precipitate;
- calcination, obtaining gadolinium oxide.

Подготовка органической смеси заключается в измельчении материала до порошкообразного состояния, просеивании через сито с ячейкой N 5. Preparation of the organic mixture consists in grinding the material to a powder state, sifting through a sieve with a cell No. 5.

На стадии химической очистки в аппарат (эмалированную емкость с паровой рубашкой) загружают подготовленную органическую смесь и дозируют в нее концентрированную соляную кислоту (допускается использование азотной кислоты), обеспечивая соотношение весовых частей перерабатываемой массы и кислоты в пределах 1:2. At the stage of chemical cleaning, the prepared organic mixture is loaded into the apparatus (enameled container with a steam jacket) and concentrated hydrochloric acid is dosed into it (the use of nitric acid is allowed), providing a ratio of the weight parts of the processed mass and acid within 1: 2.

Раствор с органической смесью доводят до кипения и выдерживают при температуре 100 - 110oC в течение 4-х часов, периодически перемешивая. По завершению операции кипячения в емкость с реакционной массой добавляют 20 - 25 литров дистиллированной воды, тщательно перемешивают и охлаждают до температуры 55 - 60oC. Далее указанный раствор фильтруют через полиэтиленовую воронку, выстланную лавсановой тканью для отделения органической смеси.The solution with the organic mixture was brought to a boil and kept at a temperature of 100 - 110 o C for 4 hours, stirring occasionally. Upon completion of the boiling operation, 20-25 liters of distilled water are added to the vessel with the reaction mass, thoroughly mixed and cooled to a temperature of 55-60 ° C. Next, this solution is filtered through a polyethylene funnel lined with lavsan fabric to separate the organic mixture.

В отфильтрованный раствор, предварительно нагретый до температуры 85 - 95oC, загружают небольшими порциями при тщательном перемешивании измельченную щавелевую кислоту. Массу загружаемой щавелевой кислоты в отношении к исходной органической смеси выбирают в пределах 1,2-1. После тщательного перемешивания суспензию отстаивают и проверяют полноту осаждения образовавшегося оксалата гадолиния. Для этого из емкости отбирают пробу (50 - 100 мл) осветленного раствора в стакан. В пробу добавляют тонкой струйкой 5 - 10 мм насыщенного раствора щавелевой кислоты. Выпадение осадка и помутнение раствора указывают на неполноту осаждения. В этом случае в аппарат с раствором добавляют дополнительно небольшое количество щавелевой кислоты, тщательно перемешивают раствор с осадком и снова отбирают пробу для проверки полноты осаждения оксалата гадолиния.The filtered solution, preheated to a temperature of 85 - 95 o C, is loaded into small portions with thorough stirring, crushed oxalic acid. The mass of loaded oxalic acid in relation to the initial organic mixture is selected in the range of 1.2-1. After thorough mixing, the suspension is defended and the completeness of precipitation of the resulting gadolinium oxalate is checked. For this, a sample (50-100 ml) of the clarified solution is taken from a container into a glass. A thin stream of 5-10 mm saturated oxalic acid solution is added to the sample. Precipitation and cloudy solution indicate incomplete deposition. In this case, an additional small amount of oxalic acid is added to the apparatus with the solution, the solution is thoroughly mixed with the precipitate, and a sample is taken again to check the completeness of precipitation of gadolinium oxalate.

При достижении полного осаждения вещества подогрев раствора прекращают. Для промывки оксалата гадолиния емкость с осадком порошка заполняют дистиллированной водой и тщательно перемешивают суспензию. Охлаждают реакционную массу до температуры 55 - 60oC и дают осадку отстояться до получения прозрачного раствора над осадком. Отстоявшийся кислый раствор, находящийся над осадком, сливают методом декантации в бак для нейтрализации. Осадок в аппарате снова заливают дистиллированной водой, перемешивают, отстаивают и затем сливают кислые промывные воды. Операцию промывки повторяют до обеспечения кислотности раствора pH=6-7. Отстоявшийся промытый осадок оксалата гадолиния собирают в поддон и подвергают сушке в электрическом шкафу при температуре 180 - 190oC в течение 5 - 6 часов. После сушки порошок охлаждают до температуры 55 - 60oC и осуществляют прокаливание. Прокаливание порошка проводят в кварцевых или фасфоровых кюветах в муфельной электрической печи в течение 3,5 - 4,5 часов при температуре 900 - 930oC. По завершению операции прокаливания печь отключают, кюветы с порошком образовавшейся окиси гадолиния охлаждают до комнатной температуры. После этого порошок с помощью фосфорного шпателя выгружают в емкость и отбирают пробу для контроля физико-химических показателей. Полученный порошок окиси гадолиния контролируют на соответствие ТУ 48-4-524-90, в частности на содержание примеси (кальций, железо, медь, кремний).Upon reaching complete precipitation of the substance, the heating of the solution is stopped. To wash the gadolinium oxalate, the container with the powder precipitate is filled with distilled water and the suspension is thoroughly mixed. The reaction mixture is cooled to a temperature of 55-60 ° C and the precipitate is allowed to settle until a clear solution is obtained over the precipitate. The settled acid solution above the precipitate is decanted into the neutralization tank. The precipitate in the apparatus is again poured with distilled water, stirred, sedimented and then the acid wash water is drained. The washing operation is repeated until the pH of the solution is pH = 6-7. The settled washed precipitate of gadolinium oxalate is collected in a tray and dried in an electric cabinet at a temperature of 180-190 ° C. for 5-6 hours. After drying, the powder is cooled to a temperature of 55-60 ° C and calcination is carried out. Calcination of the powder is carried out in quartz or porcelain cells in a muffle electric furnace for 3.5 - 4.5 hours at a temperature of 900 - 930 o C. Upon completion of the calcination operation, the furnace is turned off, the cells with the powder of the resulting gadolinium oxide are cooled to room temperature. After that, the powder is discharged into the container using a phosphor spatula and a sample is taken to control the physicochemical parameters. The obtained gadolinium oxide powder is controlled for compliance with TU 48-4-524-90, in particular for the content of impurities (calcium, iron, copper, silicon).

Ниже приводятся примеры осуществления способа получения окиси гадолиния из органической смеси. Их результаты представлены в таблице. The following are examples of the method for producing gadolinium oxide from an organic mixture. Their results are presented in the table.

Испытания показали, что количество получаемой окиси гадолиния соответствует требованиям ТУ во всех случаях, когда температура выдержки органической массы в соляной кислоте составляет не менее 90oC. Из таблицы также видно, что высокий выход выделяемого вещества обеспечивается при температуре выдержки 100oC и более.Tests showed that the amount of gadolinium oxide obtained meets the requirements of technical specifications in all cases when the temperature of the organic mass in hydrochloric acid is at least 90 o C. The table also shows that a high yield of the secreted substance is ensured at a temperature of 100 o C or more.

При температуре выше 110oC увеличение выхода окиси гадолиния незначительно.At temperatures above 110 o C the increase in the yield of gadolinium oxide is negligible.

С учетом этого оптимальная температура выдержки реакционной массы принята в пределах 100 - 110oC.With this in mind, the optimum temperature of exposure of the reaction mass is accepted in the range of 100 - 110 o C.

Проведенные исследования полученной окиси гадолиния на соответствие ТУ 48-4-524-90 показали высокую эффективность заявленного технического решения. Полученный материал полностью соответствует по чистоте процентному содержанию примесей и может быть применен для повторного использования. Способ позволяет получить не только значительный экономический эффект за счет повторного использования дорогостоящей окиси гадолиния по своему прямому назначению, но и положительный экологический результат. Данный способ получения окиси гадолиния не требует больших материальных затрат, может быть промышленно реализован на действующем оборудовании без специального переобучения персонала навыкам работы. The studies of the obtained gadolinium oxide for compliance with TU 48-4-524-90 showed the high efficiency of the claimed technical solution. The resulting material is fully consistent in purity with the percentage of impurities and can be used for reuse. The method allows to obtain not only a significant economic effect due to the reuse of expensive gadolinium oxide for its intended purpose, but also a positive environmental result. This method of producing gadolinium oxide does not require large material costs, can be industrially implemented on existing equipment without special retraining of personnel working skills.

Claims (3)

1. Способ получения окиси гадолиния из органической смеси, включающий кипячение смеси в соляной кислоте, фильтрование, выдержку полученного раствора в присутствии щавелевой кислоты, фильтрование и промывку полученного порошка оксалата гадолиния и его прокалку, отличающийся тем, что кипячение в соляной кислоте проводят при 100 - 110oС в течение 4 ч, выдержку в присутствии щавелевой кислоты осуществляют при 85 - 95oС до полного осаждения оксалата гадолиния, перед прокалкой оксалат гадолиния сушат при 180 - 190oС в течение 5 - 6 ч и прокалку ведут в течение 3,5 - 4,5 часов при 900 - 930oС.1. A method of producing gadolinium oxide from an organic mixture, including boiling the mixture in hydrochloric acid, filtering, soaking the resulting solution in the presence of oxalic acid, filtering and washing the obtained gadolinium oxalate powder and calcining it, characterized in that the boiling in hydrochloric acid is carried out at 100 - 110 o C for 4 hours, exposure to oxalic acid is carried out at 85 - 95 o C until the precipitation of gadolinium oxalate is complete, before calcination the gadolinium oxalate is dried at 180 - 190 o C for 5 - 6 hours and calcination is carried out for the occurrence of 3.5 - 4.5 hours at 900 - 930 o C. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при кипячении органической смеси в соляной кислоте их соотношение выбирают в пределах 1 : 2. 2. The method according to claim 1, characterized in that when boiling the organic mixture in hydrochloric acid, their ratio is selected within 1: 2. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что массу щавелевой кислоты к массе органической смеси выбирают в пределах 1,2 - 1. 3. The method according to claim 1, characterized in that the mass of oxalic acid to the mass of the organic mixture is selected in the range of 1.2 - 1.
RU99126660/12A 1999-12-16 1999-12-16 Method of preparing gadolinium oxide RU2159740C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99126660/12A RU2159740C1 (en) 1999-12-16 1999-12-16 Method of preparing gadolinium oxide

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99126660/12A RU2159740C1 (en) 1999-12-16 1999-12-16 Method of preparing gadolinium oxide

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2159740C1 true RU2159740C1 (en) 2000-11-27

Family

ID=20228277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99126660/12A RU2159740C1 (en) 1999-12-16 1999-12-16 Method of preparing gadolinium oxide

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2159740C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2233797C2 (en) * 2002-08-12 2004-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" Method of production of granulated gadolinium oxide powder
RU2240285C2 (en) * 2002-08-12 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" Gadolinium oxide preparation method
RU2466092C1 (en) * 2011-04-04 2012-11-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method and device for recovery of powder gadolinium oxide wastes
CN109231254A (en) * 2018-11-20 2019-01-18 常州市卓群纳米新材料有限公司 A kind of preparation method of the gadolinium oxide particle of the D50:0.4-0.6 micron of high-purity high dispersive

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4400360A (en) * 1982-12-01 1983-08-23 Allied Corporation Recovery of gadolinium and gallium oxides
US4405586A (en) * 1981-11-13 1983-09-20 Exxon Research And Engineering Co. N-Secondary butyl glycine promoted acid gas scrubbing process
DE3502907A1 (en) * 1984-01-31 1985-08-08 Kasei Optonix, Ltd., Tokio/Tokyo METHOD FOR RECOVERY OF HIGH-PURITY RARE EARTH OXIDES FROM A RARE EARTH FLUORESCENT WASTE MATERIAL
EP0722173A1 (en) * 1995-01-11 1996-07-17 Elf Atochem North America, Inc. Radiation-shielding polymeric compositions
EP0743283A2 (en) * 1995-05-16 1996-11-20 BRACCO S.p.A. Recovery of gadolinium and its complexing agents from aqueous solutions containing their complexes

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4405586A (en) * 1981-11-13 1983-09-20 Exxon Research And Engineering Co. N-Secondary butyl glycine promoted acid gas scrubbing process
US4400360A (en) * 1982-12-01 1983-08-23 Allied Corporation Recovery of gadolinium and gallium oxides
DE3502907A1 (en) * 1984-01-31 1985-08-08 Kasei Optonix, Ltd., Tokio/Tokyo METHOD FOR RECOVERY OF HIGH-PURITY RARE EARTH OXIDES FROM A RARE EARTH FLUORESCENT WASTE MATERIAL
EP0722173A1 (en) * 1995-01-11 1996-07-17 Elf Atochem North America, Inc. Radiation-shielding polymeric compositions
EP0743283A2 (en) * 1995-05-16 1996-11-20 BRACCO S.p.A. Recovery of gadolinium and its complexing agents from aqueous solutions containing their complexes

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2233797C2 (en) * 2002-08-12 2004-08-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" Method of production of granulated gadolinium oxide powder
RU2240285C2 (en) * 2002-08-12 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" Gadolinium oxide preparation method
RU2466092C1 (en) * 2011-04-04 2012-11-10 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Method and device for recovery of powder gadolinium oxide wastes
CN109231254A (en) * 2018-11-20 2019-01-18 常州市卓群纳米新材料有限公司 A kind of preparation method of the gadolinium oxide particle of the D50:0.4-0.6 micron of high-purity high dispersive

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101328231B1 (en) Method for preparing metallurgical-grade alumina by using fluidized-bed fly ash
CN103359736B (en) A kind of method from crystalline silicon cutting waste mortar synthesis silicon carbide powder
JP6557416B2 (en) Method for producing radioactive waste solidified body
RU2159740C1 (en) Method of preparing gadolinium oxide
CN107500324A (en) The method for preparing high purity aluminium oxide
CN111715178A (en) A kind of copper smelting waste residue-based adsorption material and preparation method thereof
CN104016368A (en) Preparation method of anhydrous lithium borate flux for X-ray fluorescence analysis
CN112678841B (en) Carbon zeolite composite material and application thereof
RU2240285C2 (en) Gadolinium oxide preparation method
CN1038668C (en) Process of preparing a caesium and rubidium salt solution having a high density
JP2002523325A (en) Method for removing organic impurities from Bayer's solution
RU2149908C1 (en) Method of breaking down of mineral and technogenic materials
JP5511291B2 (en) Method for purifying tin-containing waste and glass foam
JP5473523B2 (en) Method for purifying tin-containing waste and glass foam
CN109264762A (en) A kind of native sulfate of barium method of purification and equipment
CN115321594A (en) High-efficiency purification process of antimony trioxide
RU2355639C2 (en) Method of receiving of aluminium sulfate
CN115415290B (en) Treatment process of waste sea sand cake generated by sea sand for filtering chemical fiber spinning assembly and application of product of treatment process
SU919992A1 (en) Method of producing water glass
JP2011078933A (en) Method for refining waste containing valuable metal, method for refining waste containing tin, and tin oxide refined product
CN116425521B (en) Production process of cordierite
EP0571047B1 (en) Process for the preparation of precipitated borates
US3427131A (en) Method of preparing tetraboronsilicide (b4si)
FI58476C (en) FOERFARANDE FOER BEREDNING AV VID SYREPOLERING AV BLYGLAS ERHAOLLET FLUORHALTIGT SLAM TILL BASISKT BLYKARBONAT
SU1122611A1 (en) Method for purifying ammonium chloride

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20041217