1.本發明屬于金屬提純領域，尤其涉及一種用于粗鎵電解的裝置及方法。
背景技術：
2.鎵是一種低熔點高沸點的稀散金屬，與氮、氧、砷等元素組成的化合物具有優異的半導體特性，在太陽能電池、led、無線通訊等領域應用廣泛。近年來隨著新能源和5g通訊技術的發展，對于鎵的需求日益增長，同時對于鎵純度的要求也越來越高。
3.目前，制備高純鎵的方法主要包括電解精煉法、區域熔煉法、結晶法等。其中，區域熔煉法生產規模較小且能耗高、產量低，結晶法成本高且操作難度大，而電解精煉對設備要求低、操作簡單易實現工業化生產。
4.鎵的電解精煉主要在堿性條件下進行，以naoh和nagao2溶液作為電解液，粗鎵作為陽極，鉑片或鉑棒作為陰極，電解過程中陽極的液態粗鎵溶解，電解液中的gao2?
離子經過遷移到達陰極放電析出，利用鎵和各雜質元素析出電位的差異進行分離提純。
5.經發明人研究分析發現，鎵電解精煉存在的主要問題是：
①
陰極電流效率低，析氫副反應嚴重。陰極材料常采用鉑片或鉑板，而鉑對于h2具有較大的催化活性，氫在鉑表面的析出電位較gao2?/ga高，不銹鋼材質同樣具有較低的析氫過電位，因此電解過程陰極常伴隨著較強的析氫反應，破壞了電解平衡，甚至抑制ga在陰極的析出，造成鎵電解效率較低。
②
生產周期、產量以及產品純度難以均衡。在大電流密度下電解周期短、產量高，但易引起cu、pb等雜質的大量析出造成產品純度不高。如果為提升鎵產品純度采用低電流密度電解，又會使電解周期長、產量低；
③
陽極易鈍化。當溶液中naoh和gao2?濃度過高時會引起陽極鈍化?；谏鲜鰡栴}，有必要研究開發一種粗鎵的電解精煉裝置及方法。
技術實現要素：
6.本發明所要解決的技術問題是克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種能保證產品純度的同時能夠增產提效的粗鎵的電解精煉裝置及電解精煉方法。為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：
7.一種粗鎵的電解精煉裝置，包括電解槽，所述電解槽內設有用于容置粗鎵陽極的陽極區和用于容置高純鎵陰極的陰極區，所述陽極區和陰極區相互獨立，所述陰極區為螺旋階梯式流道結構，所述螺旋階梯式流道結構的流道兩側及底部封閉，頂部設有與電解液接觸的開口。上述螺旋階梯式流道結構如螺旋樓梯狀，豎直方向設置，流道的上部開口用于與電解液接觸。
8.上述電解精煉裝置中，優選的，所述螺旋階梯式流
聲明：
“粗鎵的電解精煉裝置及電解精煉方法” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：中南大學
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2025年07月09日 ~ 11日 
