[发明专利]电解提纯镓的方法、高纯镓及电解装置

说明书

本发明公开了电解提纯镓的方法、高纯镓及电解装置，涉及电解池技术领域。电解提纯镓的方法包括：以熔融原料镓为电解阳极进行电解，电解过程控制电流密度为0.05‑0.2A/cm²，电解液温度为30‑50℃。高纯镓由上述方法制备而得，产品中各组分杂质含量均较低，得到的高纯度金属镓能够满足工艺要求，应用范围广。

技术领域

本发明涉及电解池技术领域，且特别涉及电解提纯镓的方法、高纯镓及电解装置。

背景技术

作为一种贵重金属，稀散金属镓广泛应用于低熔点合金、超导材料及原子堆中热载体。纯度在5N以上高纯镓的消耗量占全球镓消耗量的80％以上，随着时代发展和技术的不断进步，用作制造化合物半导体砷化镓、磷化镓及氮化镓等所消耗的高纯镓越来越多，原料的纯度会直接影响这些化合物的特性，因此对镓的纯度要求也越来越高，部分有害杂质元素更是要求在质谱法的检测限以下。镓的提纯相当复杂，业界也不断地在开发新的快捷提纯装置及工艺。

纯度在99.9％以下原生粗镓是从精炼锌过程中的残渣、赤泥和精炼铝过程中经萃取、浓缩、电解等工序回收来的，含有Cu、Al、Fe、Pb、In、Zn等多种杂质，部分杂质元素依其原料来源不同，含量差异很大。99.999％以上的高纯镓的制备方法很多，如化学处理法、电解精炼法、重结晶法、真空蒸馏法、区熔法、提拉单晶、氯化精馏还原、有机物分解等，各有优缺点。以电解精炼法为例，该方法对原料纯度要求低，效率高，易于工业化生产，但会产生电解废水，采用分布结晶工艺，对环境要求高(必须在洁净空间、恒温等条件下进行)，工艺复杂的同时也较难彻底分离，要制备更高纯度的镓就需要多种工艺相结合才能达到要求。

电解法提纯镓是研究的热点，但是现有的电解法主要存在产品中杂质含量高的问题，此外，阴极板温度不易控制，采用冷却水控制均匀但是结构复杂，不适合工业化应用；阴极板上沉积高纯镓后容易被污染。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电解提纯镓的方法，其电解得到的产品纯度高，产品中各组分杂质均含量较低。

本发明的另一目的在于提供一种高纯镓，其纯度高，且各组分杂质的含量均较低。

本发明的第三目的在于提供一种用于实施上述电解提纯镓的方法的电解装置，其冷却速率快、便于工业化应用。

本发明解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。

本发明提出了一种电解提纯镓的方法，包括如下步骤：

以熔融原料镓为电解阳极进行电解，电解过程控制电流密度为0.05-0.2A/cm²，电解液温度为30-50℃。

本发明还提出一种高纯镓，其由上述方法制备而得。

本发明还提出一种用于实施上述电解提纯镓的方法的电解装置，包括电解槽、用于盛放熔融原料镓的阳极舟、用于连接熔融原料镓和电解正极的阳极板以及用于连接电解槽中的电解液和电解负极的阴极板，阴极板上安装有固态电子制冷装置。

本发明实施例提供一种电解提纯镓的方法的有益效果是：其以熔融原料镓为阳极进行电解，通过调控电解过程的电流密度和温度降低了电解产品中的杂质含量，得到高纯度的金属镓产品。

本发明实施例还提供一种高纯镓，其由上述方法制备而得，产品中各组分杂质含量均较低，得到的高纯度金属镓能够满足工艺要求，应用范围广。

本发明实施例还提供一种用于实施上述电解提纯镓的方法的电解装置，包括电解槽、阳极舟、阳极板以及阴极板，阴极板上安装有固态电子制冷装置，其冷却效率高、便于工业化应用。

附图说明