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粗镓回收之金属镓回收的历史,镓是化学史上第一个先从理论预言,后在自然界中被发现验证的化学元素。1871年,门捷列夫发现元素周期表中铝元素下面有个间隙尚未被占据,他预测这种未知元素的原子量大约是68,密度为5.9 g/cm³,性质与铝相似,他的这一预测被法国化学家布瓦博得朗(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran)证实了。
镓在巴黎由布瓦博得朗于1875年发现。他在闪锌矿矿石(ZnS)中提取的锌的原子光谱上观察到了一个新的紫色线。他知道这意味着一种未知的元素出现了。
在1875年11月,布瓦博得朗提取并提纯了这种新的金属,并证明了它像铝。在1875年12月,他向法国科学院宣布了它。
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粗镓回收之金属镓的介绍。目前,我国金属镓的消费领域包括半导体和光电材料、太阳能电池、合金、医疗器械、磁性材料等,其中半导体行业已成为镓*的消费领域,约占总消费量的80%。随着镓下游应用行业的快速发展,尤其是半导体行业和太阳能电池行业,未来金属镓需求也将稳步增长。
镓是一种低熔点高沸点的稀散金属,有“电子工业脊梁”的美誉。镓的化合物是优质的半导体材料,被广泛应用到光电子工业和微波通信工业,用于制造微波通讯与微波集成、红外光学与红外探测器件、集成电路、发光二极管等。例如我们在电脑上看到的红光和绿光就是由磷化镓二极管发出的。目前,半导体行业金属镓消费量约占总消费量的80%—85%。
粗镓回收之金属镓的利用
拜耳法生产氧化铝的工厂可采用汞齐电解法提镓。这种方法的特点是不改变循环铝酸钠溶液的性质,铝酸钠溶液循环使用不影响氧化铝主生产,但由于汞污染较难治理,现多数厂已停用。对于镓浓度低的循环铝酸钠溶液,宜采用石灰乳法提镓或碳酸法提镓。提镓产出的碳酸碱母液,仍能直接返回碱烧结法或拜耳-烧结联合法的氧化铝生产流程。法国从1980年起实现了铝酸钠溶液萃取法提镓。此法流程简单,周期短,萃余液可直接返回氧化铝系统,中国也在试验之中。此外,早期曾用电(酸)溶解萃取法从铝三层液电解精炼产出的阳极合金中回收镓。
从铅锌矿回收镓主要有P-M法回收铟锗镓,综合法回收铟锗镓,全萃取法回收铟锗镓,H106流程萃取铟锗镓,以及日本用螯合离子交换树脂UR-50从Zn-SO4溶液中提镓法。
从煤尘或有色金属冶炼炉渣中回收镓,可采用加NaCl作氯化剂的炉渣烟化法,从挥发物中提镓;或采用将煤尘或炉渣中的镓转入铁合金,然后电解此种铁合金而从阳极泥中回收镓等法。
粗镓回收之金属镓的化学性质,外围电子排布4s24p1,位于第四周期第ⅢA族。在潮湿空气中氧化,加热至500℃时着火。室温时跟水反应缓慢,跟沸水反应剧烈生成氢氧化镓放出氢气。加热时溶于无机酸或苛性碱溶液。能跟卤素、硫、磷、砷、锑等反应。镓在干燥空气中较稳定并生成氧化物薄膜阻止继续氧化,在潮湿空气中失去光泽。与碱反应放出氢气,生成镓酸盐。能被冷浓盐酸浸蚀,对热硝酸显钝性,高温时能与多数非金属反应;溶于酸和碱中,镓在化学反应中存在+1、+2和+3化合价,其中+3为其主要化合价。镓的活动性与锌相似,却比铝低。镓是两性金属,既能溶于酸(产生Ga3+)也能溶于碱。镓在常温下,表面产生致密的氧化膜阻止进一步氧化。加热时和卤素、硫迅速反应,和硫的反应按计量比不同产生不同的硫化物。
粗镓回收之金属镓的研发,美国北卡罗来纳州一个科研团队日前研发出一种可进行自我修复的变形液态金属,距离打造“终结者”变形机器人的目标更进一步。
科学家们使用镓和铟合金合成液态金属,形成一种固溶合金,在室温下就可以成为液态,表面张力为每米500毫牛顿。这意味着,在不受外力情况下,当这种合金被放在平坦桌面上时会保持一个几乎完美的圆球不变。当通过少量电流刺激后,球体表面张力会降低,金属会在桌面上伸展。这一过程是可逆的:如果电荷从正转负,液态金属就会重新成为球状。更改电压大小还可以调整金属表面张力和金属块粘度,从而令其变为不同结构。
北卡罗来纳州立大学副教授迈克尔·迪基(Michael Dickey)说:“只需要不到一伏特的电压就可改变金属表面张力,这种改变是相当了不起的。我们可以利用这种技术控制液态金属的活动,从而改变天线形状、连接或断开电路等。”
此外,这项研究还可以用于帮助修复人类切断的神经,以避免长期残疾。研究人员宣称,该突破有助于建造更好的电路、自我修复式结构,甚至有一天可用来制造《终结者》中的T-1000机器人。