镓冶金PDF电子书下载

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