氧化铕是一种稀土氧化物,化学式为Eu₂O₃,分子量约为351.92。它呈现浅玫瑰红色粉末状,具有吸湿性,颜色会因制备方法的不同而有所差异。加热温度不同可生成拟三方晶系和等轴晶系两种变体,后者晶体结构与氧化钪相似。相对密度为7.42,熔点为2330℃。不溶于水,能溶于无机酸中生成相应酸的三价铕盐溶液,并且也能溶于甲酸和醋酸中,能从空气中吸收二氧化碳生成碳酸盐。
氧化铕的主要用途氧化铕主要用于制备彩色电视机红色荧光粉激活剂、高压汞灯用荧光粉以及新型X射线医疗诊断系统的受激发射荧光粉等。此外,它还应用于制造有色镜片和光学滤光片、磁泡存储器件、核反应堆控制棒、屏蔽材料及结构材料等领域。
制备方法氧化铕通常在较低温度下通过加热草酸盐或硝酸盐分解制得。由于其毒性特点,在操作时需佩戴防毒面罩,并对放射性物质进行特殊防护,以防止粉尘散落。在含铕物料中提取荧光级或试剂级高纯度的氧化铕一般涉及氧化铕富集、粗氧化铕提纯以及微量非稀土杂质去除三个步骤。
氧化铕富集常以氯化稀土溶液为原料(Eu₂O₃/RE₂O₃≈0.2%),通过溶剂萃取法或硫酸盐共沉淀法制备富含Eu₂O₃的物质。含铕氯化稀土溶液经酸性含磷萃取剂如P₂₀₄、P₅₀₇等处理后,氧化铕在中重稀土中的浓度可提升至11%~12%,进一步通过其他稀土分离的方法将氧化铕品位提高到60%~70%。这种方法具有过程简单和铕回收率高的优点。
粗氧化铕提纯通常采用锌粉还原三价铕离子为二价铕离子:2Eu(III) + Zn = 2Eu(II) + Zn²⁺。由于Eu²⁺的特性,使其从其他稀土离子中分离出来。然后向溶液中加入氨水,使三价稀土形成氢氧化物沉淀,而Eu²⁺保留在溶液中。通过过氧化氢或空气将Eu²⁺氧化为Eu³⁺,并生成氢氧化铕沉淀,最终制得的氢氧化铕中Eu₂O₃/RE₂O₃>99.99%。
除去微量非稀土杂质去除氧化铕中的铁、铜、锌、钙等非稀土杂质常用硫化物沉淀法或胺类萃取法。经过草酸沉淀后煅烧,可制得荧光级氧化铕。
化学性质与用途氧化铕为带淡红色的白色粉末状物质,不溶于水但能溶于酸生成相应盐,并能够吸收空气中的二氧化碳和水分。通过锻烧草酸盐可以得到氧化铕,主要用于金属铕及彩色电视机荧光粉的制备。
生产方法萃取法主要以处理独居石或混合稀土矿所得的氯化稀土溶液为原料,利用P₂₀₄-煤油-HCl-ReCl₃体系进行分离和提纯。具体过程包括钕钐分组、轻稀土提取及中重稀土回收等步骤,最终通过草酸沉淀法制备出高纯度氧化铕。