鎵是化學(xué)史上個(gè)先從理論預(yù)言,后在自然界中被發(fā)現(xiàn)驗(yàn)證的化學(xué)元素。1871年,門捷列夫發(fā)現(xiàn)元素周期表中鋁元素下面有個(gè)間隙尚未被占據(jù),他預(yù)測(cè)這種未知元素的原子量大約是68,密度為5.9 g/cm3,性質(zhì)與鋁相似,他的這一預(yù)測(cè)被法國(guó)化學(xué)家布瓦博得朗(Paul Emile Lecoq de Boisbaudran)證實(shí)了。
鎵在巴黎由布瓦博得朗于1875年發(fā)現(xiàn)。他在閃鋅礦礦石(ZnS)中提
金屬鎵
金屬鎵
取的鋅的原子光譜上觀察到了一個(gè)新的紫色線。他知道這意味著一種未知的元素出現(xiàn)了。
在1875年11月,布瓦博得朗提取并提純了這種新的金屬,并證明了它像鋁。在1875年12月,他向法國(guó)科學(xué)院宣布了它。
時(shí)下世界90%以上的原生鎵都是在生產(chǎn)氧化鋁過(guò)程中提取的,是對(duì)礦產(chǎn)資源的一種綜合利用,通過(guò)提取金屬鎵增加了礦產(chǎn)資源的附加值,提高氧化鋁的品質(zhì)降低了廢棄物“赤泥”的污染,因此非常符合當(dāng)前低碳經(jīng)濟(jì)以小的自然資源代價(jià)獲取利用價(jià)值的原則。鎵在其它金屬礦床中的含量極低,經(jīng)過(guò)一定富集后也只能達(dá)到幾百克/噸,因而鎵的提取非常困難,另一方面,由于伴生關(guān)系,鎵的產(chǎn)量很難由于鎵價(jià)格上漲而被大幅拉動(dòng),因此,原生鎵的年產(chǎn)量極少,全球年產(chǎn)量不足300噸,是原生銦產(chǎn)量的一半,如果這種狀況不能得到改善,未來(lái)20-30年這些金屬鎵將會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重短缺。
制備方法編輯
可由鋁土礦或閃鋅礦中提取。 [5] 后經(jīng)電解制得純凈鎵。 [12]
主要從煉鋅廢渣和煉鋁廢渣中回收提取。 [13]
工業(yè)生產(chǎn)以工業(yè)級(jí)金屬鎵為原料,用電解法、減壓蒸餾法、分步結(jié)晶法、區(qū)域熔融法進(jìn)一步提純,制得高純鎵。 [14] 電解法 以99.99%的工業(yè)級(jí)金屬鎵為原料,經(jīng)電解精煉等工藝,制得高純鎵的純度≥99.999%。以≥99.999%的高純鎵為原料,經(jīng)拉制單晶或其他提純工藝進(jìn)一步提純,制得高純鎵的純度≥99.99999%。
金屬鈀的獨(dú)特性能
元素鈀在元素周期表中屬于第10族
ⅧB(niǎo)鉑族金屬,原子序數(shù)46,穩(wěn)定同位素有102,104,105,106,108,110。密度(20℃)12.02g/cm,熔點(diǎn)1555℃,沸點(diǎn)2964℃,氧化態(tài)有+2、+3、+4價(jià)。銀白色帶有光澤金屬,具有延展性,可壓延成薄片,耐腐蝕,能溶于氧化性的酸,例如濃硝酸和發(fā)煙硫酸,以及熔融的堿中。鈀吸收和透過(guò)氫氣的能力極強(qiáng),常溫下能吸收350~850相當(dāng)于本身體積的氫氣。240℃時(shí)1mm厚,1cm大的鈀片每秒鐘可透過(guò)42.3mm的氫氣。由于金屬鈀這些特殊的性能,因此非常適用于制造加氫和脫氫反應(yīng)用催化劑。