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1　概述1

1.1　镓的性质1

1.1.1 镓的物理性质1

1.1.2　镓的化学性质3

1.2　镓的热力学性质5

1.2.1 镓的标准电极电势5

1.2.2　镓的热力学数据5

1.2.3 镓的标准吉布斯函数18

1.3　镓的化合物18

1.3.1　镓的氧化物18

1.3.2　镓的氢氧化物20

1.3.3　镓的硫化物21

1.3.4　镓的卤化物23

1.3.5　镓的氢化物25

1.3.6　镓的氮化物25

1.3.7　镓的磷化物25

1.3.8　镓的砷化物25

1.3.9　镓的含氧酸盐25

1.3.10　镓的有机化合物27

1.4　镓的应用27

1.4.1 电子工业27

1.4.2 化学工业28

1.4.3 冶金工业29

1.4.4 新能源30

1.4.5　仪器工业30

1.4.6 医学31

1.5　镓的生产31

1.6　镓的市场31

1.7　镓的价格31

1.8　金属镓的纯度32

参考文献32

2　镓的资源34

2.1　镓的丰度34

2.2　镓的地球化学34

2.3 中国含镓矿床的成因类型划分36

2.3.1 钒钛磁铁矿矿床和含霞石的碱性杂岩37

2.3.2　伟晶岩矿床38

2.3.3 云英岩型和碱质蚀变花岗岩型38

2.3.4 热液矿床39

2.4　镓的储量47

2.5　镓的新矿床47

2.5.1 准格尔镓矿床的富集特征47

2.5.2　准格尔镓矿床中镓的赋存状态48

2.5.3　准格尔镓矿床中镓的富集因素49

参考文献49

3　冶金过程中镓的富集与走向51

3.1 铝土矿溶出过程中镓的富集与走向51

3.1.1 拜耳法处理铝土矿过程中镓的富集和走向51

3.1.2 烧结法处理铝土矿过程中镓的富集和走向53

3.1.3 热解法综合利用明矾石的过程中镓的富集和走向54

3.1.4 电炉生产刚玉和电解硅铁过程中镓的富集和走向54

3.2　锌冶金过程中镓的富集和走向54

3.2.1 湿法炼锌过程中镓的富集和走向55

3.2.2 火法炼锌过程中镓的富集和走向59

3.3　铅锌矿选矿过程中镓的富集与走向62

3.3.1 凡口铅锌矿的组成与镓的分布62

3.3.2　镓和锗在选矿中的走向与富集63

3.3.3　镓在各选矿产品中的分布63

3.4　锗冶金过程中镓的富集和走向64

3.4.1　碱液浸出处理64

3.4.2　硫酸化焙烧处理64

3.5　钛铁矿冶金过程中镓的富集和走向64

3.5.1 还原焙烧法从提钒弃渣中回收金属镓65

3.5.2　精钒渣中镓的走向与分布66

3.5.3　还原熔炼法从提钒弃渣中回收金属镓66

3.5.4　从水浸提钒弃渣中回收金属镓67

3.5.5 其他方法68

3.6　煤中镓的富集和走向69

3.6.1 燃煤发电过程中镓的富集与走向69

3.6.2　煤焦化过程中镓的富集与走向70

3.7　刚玉生产中镓的富集与走向70

3.7.1 刚玉生产的烟尘中镓的走向70

3.7.2 刚玉渣中镓的走向71

3.8　铝冶金副产物中镓的富集与走向72

3.9　磷灰石还原熔炼生产黄磷过程中镓的富集与走向73

参考文献73

4　镓的提取冶金技术74

4.1 电解法74

4.1.1 石灰乳-电解法74

4.1.2　碳酸化-电解法76

4.1.3 中和溶解-电解法77

4.1.4　汞齐-电解法78

4.1.5 直接铝酸钠溶液-电解法提取镓82

4.1.6　合金-电解法83

4.1.7 中和-溶解提镓法85

4.1.8　酸溶烟尘-电解提镓法87

4.1.9　烧结-电解法提取镓87

4.2　溶剂萃取法87

4.2.1 Kelex-100萃取镓88

4.2.2　碳酸化-萃取法90

4.2.3 中性挥发-萃取法91

4.2.4 中和-萃取法91

4.2.5　氯化分锗-萃取法91

4.2.6　酸、碱处理-萃取法92

4.2.7 电溶阳极合金-萃取法94

4.2.8　煅烧-萃取法94

4.2.9　还原熔炼合金-萃取镓94

4.2.10　直接萃取法提取镓97

4.2.11　全萃法提取镓97

4.2.12　赤铁矿-萃取法提取镓99

4.2.13 用于提取镓的新型萃取剂100

4.3　吸附法101

4.3.1　树脂吸附法101

4.3.2 固体吸附剂法102

4.4　烟化法103

4.4.1　ISP炉渣中镓的氯化-烟化法103

4.4.2 湿法炼锌过程中的酸浸渣的还原-烟化法104

4.4.3　烟化法的改进104

4.5　萃淋树脂法105

4.5.1 酸介质种类与溶液浓度对镓吸附率影响105

4.5.2　吸附时间与吸附率关系105

4.5.3 镓浓度与吸附平衡关系105

4.5.4　杂质离子对镓吸附率影响105

4.5.5 温度对镓吸附率的影响106

4.5.6 洗脱过程106

4.6　离子交换法107

4.6.1 离子交换法的设备107

4.6.2　工艺过程107

4.6.3 工艺流程108

4.6.4 离子交换法提镓实例109

4.7　液膜法111

4.7.1 三烷基氧膦为流动载体111

4.7.2 以D2EHPA（H2A2）为流动载体113

4.8　置换法113

4.8.1 反应机理113

4.8.2　操作过程114

4.8.3 置换法的优缺点114

4.9　生物冶金法114

4.9.1 氧化铁硫杆菌用于提镓114

4.9.2 黑曲霉真菌用于提镓115

4.10　络合-吸附法115

4.11　选冶联合法116

4.11.1 还原焙烧-磁选富集116

4.11.2 火法熔炼-电解富集116

4.11.3 选冶联合法的工艺流程117

参考文献117

5　金属镓119

5.1　概述119

5.2　镓的提纯技术120

5.2.1 电解精炼法120

5.2.2 结晶法123

5.2.3 真空精炼法125

5.2.4　有机化合物热分解法126

5.2.5 三氯化镓法126

5.2.6　有机化合物热分解法127

5.2.7　化学萃取法127

5.3　组合流程制备高纯镓127

5.3.1　预处理127

5.3.2　化学处理127

5.3.3 电解精炼工艺条件128

5.3.4　拉单晶提纯法128

5.3.5　工艺流程129

5.3.6　实验结果130

参考文献131

6　镓合金132

6.1　镓-轻金属合金132

6.1.1　镓-锂（Ga-Li）合金132

6.1.2 镓-钠（Ga-Na）合金133

6.1.3　镓-钾（Ga-K）合金134

6.1.4　镓-铷（Ga-Rb）合金135

6.1.5　镓-铯（Ga-Cs）合金136

6.1.6　铍-镓（Be-Ga）合金137

6.1.7　镓-镁（Ga-Mg）合金137

6.1.8　钙-镓（Ca-Ga）合金138

6.1.9　镓-锶（Ga-Sr）合金139

6.1.10　钡-镓（Ba-Ga）合金140

6.1.11　铝-镓（A1-Ga）合金140

6.1.12　镓-钛（Ga-Ti）合金141

6.1.13　镓-硅（Ga-Si）合金143

6.2　镓-重金属合金144

6.2.1 铜-镓（Cu-Ga）合金144

6.2.2　镓-铅（Ga-Pb）合金144

6.2.3　镓-锌（Ga-Zn）合金145

6.2.4　镓-镍（Ga-Ni）合金145

6.2.5　钴-镓（Co-Ga）合金147

6.2.6　镓-锡（Ga-Sn）合金148

6.2.7　镓-锑（Ga-Sb）合金148

6.2.8　铋-镓（Bi-Ga）合金149

6.2.9　镉-镓（Cd-Ga）合金149

6.2.10　镓-汞（Ga-Hg）合金149

6.3　镓-稀土金属合金150

6.3.1 镓-钪（Ga-Sc）合金150

6.3.2　镓-钇（Ga-Y）合金151

6.3.3　镓-镧（Ga-La）合金152

6.3.4　铈-镓（Ce-Ga）合金153

6.3.5　镓-镨（Ga-Pr）合金154

6.3.6　镓-钕（Ga-Nd）合金155

6.3.7　镓-钐（Ga-Sm）合金155

6.3.8　铕-镓（Eu-Ga）合金157

6.3.9　镓-钆（Ga-Gd）合金158

6.3.10　镓-铽（Ga-Tb）合金159

6.3.11 镓-钬（Ga-Ho）合金160

6.3.12　镓-铥（Ga-Tm）合金161

6.3.13　镝-镓（Dy-Ga）合金162

6.3.14　镓-镱（Ga-Yb）合金163

6.3.15　镓-镥（Ga-Lu）合金164

6.4　镓-稀散金属相图165

6.4.1　镓-铟（Ga-In）合金165

6.4.2　镓-铊（Ga-Tl）合金166

6.4.3　镓-锗（Ga-Ge）合金167

6.4.4　镓-硒（Ga-Se）合金167

6.4.5 镓-碲（Ga-Te）合金168

6.5　镓-高熔点金属169

6.5.1 镓-锆（Ga-Zr）合金169

6.5.2　镓-铪（Ga-Hf）合金169

6.5.3　镓-钼（Ga-Mo）合金171

6.5.4　镓-铌（Ga-Nb）合金172

6.6　镓-铁系金属合金174

6.6.1　铁-镓（Fe-Ga）合金174

6.6.2　铬-镓（Cr-Ga）合金175

6.6.3　镓-钒（Ga-V）合金175

6.6.4　镓-锰（Ga-Mn）合金176

6.7　镓-贵金属合金178

6.7.1　镓-金（Ga-Au）合金178

6.7.2　镓-银（Ga-Ag）合金179

6.7.3　镓-铂（Ga-Pt）合金180

6.7.4　镓-钯（Ga-Pd）合金181

6.8　镓-放射性金属合金182

6.8.1 镓-铀（Ga-U）合金182

6.8.2　镓-钚（Ga-Pu）合金182

6.8.3　镓-钍（Ga-Th）合金183

参考文献185

7　镓的再生资源回收技术190

7.1　GaAs废料的回收技术190

7.1.1 GaAs废料的硝酸分解-中和沉淀法190

7.1.2　GaAs废料硝酸分解-硫化沉淀法191

7.1.3 GaAs废料氯化分解-蒸馏分离法192

7.1.4　GaAs真空热分解回收镓和砷192

7.2　废半导体元器件的再生技术193

7.3　从半导体生产中的切屑、磨料再生技术193

参考文献193

8　镓与新材料195

8.1 GaAs太阳能电池材料195

8.1.1 GaAs太阳能电池工作原理195

8.1.2 GaAs太阳能电池的结构与性能195

8.1.3 GaAs太阳能电池的制备工艺196

8.1.4　GaAs太阳能电池的材料196

8.1.5 GaAs太阳能电池的种类197

8.2　镓酸镧电解质材料198

8.3　GaN半导体材料198

8.3.1　GaN一维纳米材料199

8.3.2　其他新型GaN低维结构199

8.4　纳米金属镓200

8.5　硅酸镓镧晶体200

8.5.1 LGS晶体的结构201

参考文献202