加入收藏 | 設為首頁(yè)
加入收藏 | 設為首頁(yè)
今日最新導讀
發(fā)表時(shí)間：2009-12-24 文章來(lái)源：
鎵是最具有“分散”特征的稀有分散金屬，銀白色，密度5.904g/m3，熔點(diǎn)29.78℃，在手里就可熔化，是熔點(diǎn)在人體溫度之下的三種液態(tài)金屬（鎵、銫、汞）之一。但其沸點(diǎn)卻很高，高達2403℃。
鎵的液態(tài)范圍很大，而是這3種低熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)液態(tài)金屬中液態(tài)范圍最大，達2373℃。因此，將鎵裝入石英溫度計內，可用來(lái)測量1500℃的高溫。人們常用這種溫度計來(lái)測量反應爐、原子反應堆的溫度。
鎵在由液體變成固體時(shí)體積會(huì )增大3.2%，并由銀白色轉變?yōu)樗{灰色。鎵的第一電離能僅為5.999電子伏特，因此凝固點(diǎn)很低。由于具有穩定固體的復雜結構，純液態(tài)鎵有顯著(zhù)的過(guò)冷趨勢，在固相點(diǎn)之下仍能長(cháng)時(shí)間保持液態(tài)，放在冰水內也可以幾天內不結晶。
低溫時(shí)鎵有良好的超導性能，在接近-373℃時(shí)電阻幾乎等于零，因此在超導材料領(lǐng)域中占有一席之地。
鎵是一種性能優(yōu)良的電子材料，被譽(yù)為“電子工業(yè)的脊梁”，是高新技術(shù)的基礎資源。鎵主要用于制造半導體材料、光學(xué)玻璃、真空管、發(fā)光二極管和砷化鎵激光二極管等。
鎵質(zhì)軟、性脆，富延展性，在空氣中表現穩定。鎵液體的密度高于固體密度，凝固時(shí)體積膨脹，膨脹率為3.1％，由于它的這種“熱縮冷脹”性，鎵具有較好的鑄造特性，被用來(lái)制造鉛字合金，使字體清晰。
在原子能工業(yè)中，用鎵作為熱傳導介質(zhì)，把反應堆中的熱量傳導出來(lái)。鎵還具有吸收中子的能力，因此在原子反應堆中，鎵可以起到控制中子數量和反應速度的作用。放射性鎵可用來(lái)診斷癌癥。
鎵加熱能溶于硝酸、王水等強酸以及強堿液中，因此鎵具有兩性。與沸水反應劇烈，但在室溫時(shí)僅與水略有反應。鎵的蒸氣壓很低，在1000℃時(shí)只有10-3帕，故可在真空裝置中做密封液。
鎵的化學(xué)性質(zhì)不活潑，化學(xué)性質(zhì)與鋁、鋅、鍺相似，化合價(jià)為2和3。在常溫下幾乎不與氧和水發(fā)生反應。鎵高溫時(shí)能與大多數金屬作用。加入鋁中可制得易熱處理的合金。鎵錫合金弧光燈具有純粹的紅光，并可防止錫蒸發(fā)附在玻璃管壁上，避免冷卻時(shí)破裂。鎵與金的合金應用在裝飾和鑲牙方面，也可用作有機合成的催化劑。鎵能提高一些合金的硬度，并能提高鎂合金的耐腐蝕能力。鎵與許多金屬，如鉍、鉛、錫、鎘，銦、鉈等，生成熔點(diǎn)低于60℃的易熔合金。其中如含銦25％的鎵銦合金(熔點(diǎn)16℃)，含錫8％的鎵錫合金(熔點(diǎn)20℃)，可以用在電路熔斷器和各種保險裝置上，溫度一高，它們就會(huì )自動(dòng)熔化斷開(kāi)，起到安全保險的作用。
鎵有增強玻璃折射率的效能，可以用來(lái)制造特種光學(xué)玻璃。鎵具有很強的光反射能力，同時(shí)又能很好地附著(zhù)在玻璃上，承受較高的溫度，可把它擠壓在兩塊加熱的玻璃之間制成優(yōu)質(zhì)反光鏡。鎵鏡能把70％以上射來(lái)的光反射出去。
在高溫的環(huán)境下，鎵能與硫、硒、碲、磷、砷、銻等發(fā)生反應，生成的以GaAs、GaP、GaSb為主的鎵系列化合物都是優(yōu)質(zhì)的半導體材料，在光電子學(xué)領(lǐng)域和微波通訊領(lǐng)域應用極為廣泛，可制造整流器、晶體管、光電器件、注射激光器、微波二極管等，被人們認為是最有發(fā)展前途的半導體材料，成為電子工業(yè)的新寵。鎵的化合物半導體材料做成的太陽(yáng)能電池，能把太陽(yáng)能直接轉變成電能，效率高達百分之十八，而且抵抗輻射的能力比硅電池強一倍，因此可作為人造衛星電源。人們用砷化鎵做元件制成了激光器，這是一種體積小、效率高的新型激光器。磷化鎵是制作半導體發(fā)光元件的優(yōu)質(zhì)材料。用磷化鎵二極管能放出紅光和綠光，我們在電腦上看到的紅光和綠光，就是由它放出的。為此，人們將鎵譽(yù)為“半導體材料的新糧食”。
鎵還可以用來(lái)制造陰極蒸氣燈，將碘化鎵加入高壓水銀燈中，可以增大水銀燈的輻射強度。
鎵化合物可用于分析化學(xué)、有機合成以及醫藥中的催化劑。
鎵化合物還用于光導纖維通訊系統，可制作大規模集成電路，作為核能工業(yè)的熱載體，甚至在超導材料領(lǐng)域中也有一席之地。
二、資源儲量及其分布
截止2008年底，我國鎵礦查明礦區總數166個(gè)，在全國25個(gè)�。ㄊ�、區）均有分布。資源儲量13.66萬(wàn)噸，其中，基礎儲量0.71萬(wàn)噸。廣西的資源量最高，達2.90萬(wàn)噸，占全國的21.2%。排列在前5位的分別是廣西、貴州、河南、山西、云南，查明資源儲量合計占全國的88.2%（表1）。
鎵的世界資源儲量約為18萬(wàn)噸。國外鎵的資源儲量約4～5萬(wàn)噸，國內鎵的儲量約為13～14萬(wàn)噸。我國金屬鎵的資源儲量約占世界總量的75%。
三、鎵礦床主要工業(yè)類(lèi)型及賦存狀態(tài)
（一）主要工業(yè)類(lèi)型
在自然界中鎵常以微量元素與鋁、鋅、鍺的礦物共生。鎵的地殼豐度為15×10-6，比其它分散元素的地殼含量高出1～2個(gè)數量級；鎵在鍺石中含量較高，鋁土礦和閃鋅礦中也含有少量的鎵。
目前我國尚未發(fā)現獨立的鎵礦床。而且在目前已知的富鎵礦床中，一般的富集系數約4～5，只有在少數礦床的閃鋅礦和赭石中其富集系數可高達約330，與其他的分散元素成礦作用無(wú)法相比。
鎵礦床的主要工業(yè)類(lèi)型有：含鎵鋁土礦礦石；含鎵銅、鋅礦石與其它多金屬礦硫化物；含鎵煤礦。
（二）賦存狀態(tài)
鎵總是以類(lèi)質(zhì)同相形式存在于有關(guān)的礦物中，不會(huì )形成獨立的具有單獨開(kāi)采價(jià)值的鎵礦床，只能隨開(kāi)采主金屬礦床時(shí)在選冶中加以綜合回收利用。
河南、吉林、山東、廣西等省區的鎵主要賦存在鋁土礦中；黑龍江、云南等省的鎵主要賦存在煤礦或錫礦中；湖南等省的鎵主要賦存在閃鋅礦中。
四、提取方法
1.以副產(chǎn)品的形式提取鎵。目前，工業(yè)上鎵主要以副產(chǎn)品的形式從處理鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁時(shí)的鋁酸鈉循環(huán)液中以及閃鋅礦濕法煉鋅工藝的粗鋅蒸餾殘渣中提取，也可以從煤焦化煙塵中回收。
2.萃取法提取鎵。在一定的酸度下，采用藥劑P538可以從Ga、In與伴生元素如Zn、Co、Cd、Ni以及堿金屬和堿土金屬的硫酸體系中取到Ga、In、Ti，用一定的反萃取劑可以分別萃取出Ga、In、Ti，并能實(shí)現Ga、In、Ti的有效分離。
五、國內外市場(chǎng)供需形勢分析
我國是鎵的生產(chǎn)大國，但產(chǎn)量不穩定。2000年原生鎵產(chǎn)量為7.6噸，2005年為17.78噸，2007年33.22噸，2008年有可能達到40噸（見(jiàn)表2）。
根據需求推算，2008年全球產(chǎn)量總計為85噸。其中，中國金屬鎵（4N）的產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的一半。
近年來(lái)我國電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國內鎵的消費穩定增長(cháng)。據海關(guān)統計，2008年中國未鍛軋金屬鎵出口量為26噸。以此測算，2008年中國國內金屬鎵的表觀(guān)消費量約在14噸左右。
據中國電子材料網(wǎng)對GaAS的市場(chǎng)調研預測，由于GaAs晶體生長(cháng)技術(shù)和器件制作技術(shù)已趨于成熟，預計在未來(lái)10年內，以GaAs為主的化合物半導體材料和器件的需求量將以年均10%～15%的速度增長(cháng)。
自2000年全球鎵消費量達到200噸的頂峰之后，受市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)等原因的影響，全球鎵消費量出現大幅度下滑，2006年已降到100噸左右。2008年下半年金融危機對實(shí)體經(jīng)濟的沖擊加劇了這種下滑趨勢，去年全年鎵消費量進(jìn)一步下降到85噸左右。我國鎵消費量約占世界的16.5%。
在全球金融危機的影響下，2008年中國金屬鎵的價(jià)格一路下滑，年初價(jià)格為5800～6300元/千克，11月中旬降到到3500元/千克的低點(diǎn)后，年底略有小幅回升。2009年初進(jìn)一步下降到3400～3700元/千克。
六、我國鎵礦資源開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題
1. 鎵的提取困難。鎵作為一種稀散金屬，自然界中幾乎不存在單一的、具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的鎵礦床，只能從冶煉其它金屬如Al，Zn過(guò)程的副產(chǎn)物中加以回收。然而，由于鎵在其它金屬礦床中的含量也極低，經(jīng)過(guò)一定富集后也只能達到幾百g/t，因而鎵的提取非常困難。
2. 鎵資源浪費嚴重。國內大多數企業(yè)都是將含鎵物料棄置不用，造成鎵資源的大量浪費。
3. 鎵產(chǎn)品附加值低。國內目前沒(méi)有掌握金屬鎵深加工生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品主要以初級原材料方式出口，附加價(jià)值不高。山東鋁業(yè)公司、長(cháng)城鋁業(yè)公司等少數企業(yè)曾試圖將3～4N產(chǎn)品提純到6～7N產(chǎn)品，并進(jìn)一步加工成GaAs、GaP產(chǎn)品出口，但市場(chǎng)障礙較大，尚未取得明顯進(jìn)展。
七、我國對鎵產(chǎn)品管理的現行政策
1.《2007年出口許可證管理貨物目錄》、《2008年出口許可證管理貨物目錄》將未鍛軋的鎵、鍛軋的鎵等列入出口許可證管理貨物目錄。
2.《2008年加工貿易禁止類(lèi)商品目錄》（商務(wù)部、海關(guān)總署公告2008年第22號）規定，未鍛軋的鎵、鎵廢碎料、鎵粉末、鍛軋的鎵及其制品禁止以加工貿易的名義出口。
八、政策建議
1. 加強鎵的提取工藝研究，提高鎵的綜合回收利用水平。
2.提高未鍛軋的鎵、鎵廢碎料、鎵粉末、鍛軋的鎵及其制品出口關(guān)稅，控制過(guò)度出口。
3. 由國家對鎵金屬實(shí)施戰略?xún)洹?/P>
快速搜索
當前位置：