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氧化鎵真空碳熱還原制備金屬鎵的方法與流程

808   編輯:中冶有色網   來源:昆明理工大學  
2023-09-21 15:44:58
本發明涉及一種氧化鎵真空碳熱還原制備金屬鎵的方法,屬于稀散金屬真空冶金技術領域,具體為一種金屬鎵的清潔、高效制備方法。 背景技術: 鎵是7類主要稀散元素之一,在地殼中的含量為5×10-4%~1.5×10-3%,其熔點僅為29.78℃,被稱為放在人的手中即可熔化的金屬,熔化時為銀白色液體,過冷至0℃時也不固化。鎵屬于兩性物質,溶于強酸和強堿。鎵在室溫下較穩定,但在高于1000℃氧或空氣中會氧化,且雜質越多越易氧化。常溫下,鎵在干燥空氣中比較穩定,因為生成的氧化物薄膜會阻止其繼續氧化,而在潮濕空氣中會被氧化失去光澤,加熱至500℃時則會燃燒。鎵在約1000℃的空氣中燃燒成為ga2o3,當表面形成低價氧化物gao或gao的薄膜后,就會保護鎵不被繼續氧化?!耙簯B金屬”鎵在科技飛速發展進程中需求量不斷增長。 鎵是重要的稀散金屬,在光伏、信息通訊、電子科技、航空、軍事等高新技術領域具有廣泛應用,是我國戰略性新興產業發展的重要資源。鎵及其化合物在半導體材料的大規模應用,給照明工業帶來革命性的變化,現又向電力電子和射頻功率器件市場滲透;近年來,鎵及其化合物在放射性藥物化學的應用顯著,鎵(ga)是繼鉑之后第二種用于癌癥治療的金屬離子,放射性鎵用于診斷癌癥,此外,鎵還以硝酸鎵、氯化鎵等形式應用于醫學及生物學領域,用于惡性腫瘤、晚期高血鈣及某些骨病的診斷和治療;鎵的特殊用途之一,用作金屬與陶瓷間的冷焊劑,特別適用于對溫度、導熱等敏感的薄壁金屬管、板或片等與陶瓷器皿間的冷焊劑。 世界上90%以上的鎵是從氧化鋁生產過程中作為副產品回收。鎵的主要富集物為鋁土礦生產氧化鋁過程中的鋁酸鈉母液、濕法煉鋅過程中的浸出渣、氯化蒸餾提鍺過程中的氯化殘液或殘渣、(鉛)鋅生產過程中的方鐵礦、鈦釩鐵礦中的釩渣和煤燃燒過程中的煤煙塵。鎵的冶金提取技術主要包括電解法、萃取法、離子交換法和膜分離法等,鎵在上述各種原料中賦存方式不同,提取方法也多樣。提取過程中往往還要多次富集,通常需要多種方法聯合使用。 鎵在自然界的含量比較低,在地殼中其豐度與鉛相當,含量為0.0015%。但鎵在地殼中分布極其分散,幾乎沒有形成具有工業開采價值的獨立礦床。迄今為止,世界上已知單獨為提煉鎵而開采的礦床僅有美國猶他州的apex礦。鎵常以同晶型的雜質狀態分散于鋁土礦、閃鋅礦、黃銅礦、煤和磷灰石中,與鋁土礦、閃鋅礦等礦物緊密共生。在制
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