镓的提炼原理及工艺设计资料

XXXXX学院

学生课程设计（论文）

题目：镓的提炼原理及工艺设计

学生姓名：XXXX学号：XXXXXXXXXXXXXX 所在院(系)：材料工程学院

专业：材料科学与工程

班级：科学与工程（一）班

指导教师：XXX职称：XXXX

2013年12月16日

XXX学院教务处制

XXX学院本科学生课程设计任务书

题目镓的提炼原理及工艺设计

1、课程设计的目的

熟悉产品镓的生产工艺，培养学生的动手能力、分析问题和解决实际问题的能力。为进一步进行该产品深入学习打基础。

2、课程设计的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）

设计内容：

(1)设计从铝土矿中用碳酸化法、汞电解法螯、合物直接萃取法提取镓的工艺

(2)设计从闪铝矿中用硫酸处理在进行沉淀后电解的方法提取镓的工艺

(3)设计从铝酸钠溶液中用烧结法和溶剂萃取法提取镓的工艺

设计要求：

(1)设计依据详细可靠

(2)对实际应用有指导意义

(3)格式规范

3、主要参考文献

《冶金和金属材料》

《金属镓的回收》

《从氧化铝生产回收镓的生产现状和发展趋势》

4、课程设计工作进度计划

12月2日下发设计任务

12月5日初期指导

12月9日中期指导

12月11日定稿指导

12月16日完成设计任务

指导教师（签字）日期年月日

教研室意见：

年月日

学生（签字）：

接受任务时间：年月日

课程设计（论文）指导教师成绩评定表题目名称

评分项目分

值

得

分

评价内涵

工作表现20%01学习态度6遵守各项纪律，工作刻苦努力，具有良好的科

学工作态度。

02科学实践、调研7通过实验、试验、查阅文献、深入生产实践等

渠道获取与课程设计有关的材料。

03课题工作量7按期圆满完成规定的任务，工作量饱满。

能力水平35%04综合运用知识的能力10

能运用所学知识和技能去发现与解决实际问

题，能正确处理实验数据，能对课题进行理论

分析，得出有价值的结论。

05应用文献的能力5

能独立查阅相关文献和从事其他调研；能提出

并较好地论述课题的实施方案；有收集、加工

各种信息及获取新知识的能力。

06设计（实验）能力，方案

的设计能力

5

能正确设计实验方案，独立进行装置安装、调

试、操作等实验工作，数据正确、可靠；研究

思路清晰、完整。

07计算及计算机应用能力5具有较强的数据运算与处理能力；能运用计算

机进行资料搜集、加工、处理和辅助设计等。08

对计算或实验结果的分析

能力（综合分析能力、技

术经济分析能力）

10具有较强的数据收集、分析、处理、综合的能

力。

成果质量45%09

插图（或图纸）质量、篇

幅、设计（论文）规范化

程度

5符合本专业相关规范或规定要求；规范化符合

本文件第五条要求。

10设计说明书（论文）质量30综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，

结论严谨合理；实验正确，分析处理科学。11创新10对前人工作有改进或突破，或有独特见解。

成绩

指导

教师

评语

指导教师签名：年月日

1绪论

1.1前言

镓主要用于制备Ⅲ-V族化合物半导体材料。在微波器件领域内，砷化镓是最有前途的半导体材料。用镓砷磷、镓铝砷制成的红色发光管，用磷化镓制成的绿色发光管等，已在电子计算机及其他电子仪器中广泛应用。砷化镓、镓铝砷还可作固体激光器材料，用于光导纤维通信，还能用作太阳能电池的材料以及制作大规模高速集成电路。镓有很高的光反射能力，可把它挤压在两块玻璃板之间制成镜子。镓化合物可用作分析化学、医药和有机合成的催化剂。

日本是镓的最大需求国，其次是美国，95%的镓消耗在砷化镓上，模拟集成电路是最大的用途，光电设备次之。

镓的国际市场行情从2006年秋季开始上扬，2007年开始由于需求增加，供应减少，价格有加速上涨的趋势。

1.1.1镓的物理性质

镓属稀散金属,自然界中没有独立的成矿,主要存在于铝的各种矿物晶格中,据相关资料统计,世界上90%以上的镓储存在铝土矿中,估计在100万t以上,我

国的铝土矿中Ga

2O

3

含量为0.1006%～0.1015%,新上马的云南文山氧化铝生产项

目的铝土矿中镓的含量大致也在此范围。所以镓的提取,主要是从氧化铝生产过程中回收,即对拜耳法生产氧化铝过程中过滤氢氧化铝后的种分母液通入CO

2

进行碳酸化处理和混联法处理。

镓主要应用于尖端科技,如半导体电子材料、激光器、功能合金材料、低温超导材料、原子能工业等领域,由于其熔点低,(29198℃),沸点极高(2403℃),金属保持液态的温度范围大,蒸汽压又低,能吸收中子控制反应速度等特殊性能,被广泛用作原子能工业上的热交换剂。

镓的物理性质见表1，表2：

表1镓的物理性质

原子量熔点/℃沸点/℃密度比热容比潜热69.7229.782403 5.907330.7688.22

热导率线胀系数电阻率热函融化潜

热

蒸汽

压

硬度外观

颜色

29131

w/m・k

1813×106-1317×102-

Ωmm2/m 23

J/mol

38135

kJ/mol

11333

Pa

115银白

色