2011年,我国已将镓列为国家重要战略储备金属之一, 是一种低熔点、高沸点的液态范围最大的金属,其熔点仅为29.78℃,沸点却高达2403℃,更奇妙的是镓有过冷现象(即熔化后不易凝固),它可过冷到-120℃。因此,金属镓作为第二代和第三代半导体核心材料,被广泛应用于通讯、国防和高性能计算机的集成电路上。随着国家大力发展新一代信息技术、新能源等战略新兴产业,砷化镓、氮化镓半导体将迎来快速发展,市场前景好。镓在地壳中高度分散,很少形成独立矿物,通常以类质 同象进入其他矿物,主要存在于铝土矿、闪锌矿、硫化铜矿、 锗石、钒钛磁铁矿和煤中。镓和铝的地球化学性质十分相似,在我国不同地区不同类型的铝土矿床中普遍存在镓元素,铝土矿中一般含镓量为0.003%~0.008%,因此,目前全球90%以上原生镓均从氧化铝生产过程中提取。铝土矿中的镓21%通过氧化铝生产过程富集在循环碱液中,31%进入赤泥,48%进入氧化铝产品中。由于目前处理赤泥的技术手段较少,对其综合利用的水平较低,大部分赤泥无法得到有效的利用,只能筑坝堆存,赤泥中的镓无法回收利用。而进入氧化铝中的镓通过铝电解过程中被分散富集在电解尘、炭渣和阳极合金中,导致其回收比较困难,造成镓资源损失和浪费。 因此,铝土矿中镓的回收率仅10%左右,剩余的镓随赤泥和氧化铝产品带走而未能得到很好的回收与利用。如今铝土矿资源日益匮乏,镓的需求量日益增加,如何加大铝土矿中镓资源的回收利用引起高度重视。镓在拜耳法循环过程中的走向与特点 对于氧化铝生产流程而言,镓主要来源于铝土矿。通过对不同类型铝土矿床的分析,发现铝土矿中镓的赋存 状态有:类质同象置换(置换矿物中的铝、部分二价铁离子 和四价钛离子)、吸附态、以氢氧化物形式与铝铁的氢氧化物 共同沉淀堆积进入矿物晶格中。镓与铝呈强正相关,与TiO2 呈负相关,与铁相关性较小。