分析化学:Dymov和Savostin曾对镓的分析化学作了全面的回顾。由于镓在环境中的浓度很低,灵敏度是选择探测方法时的主要问题。由于这个原因,最常用荧光计和中子活化法。可以在测量前对样品进行浓缩,例如,通过溶剂提取,提高了灵敏度,但增加了劳动量。8-羟基醌常用于生物材料中镓的荧光测定法。水杨醛二氯腙化碳作为荧光物质,使探测极限降到了2ng/L。pyrrolidinecarbodithioate和二乙基二硫代氨基甲酸盐的混合物用于在中子活化法前提取镓。镓的探测极限可以达到1ng/L。
(三)制备方法
可由铝土矿或闪锌矿中提取。最后经电解制得纯净镓。
主要从炼锌废渣和炼铝废渣中回收提取。
工业生产以工业级金属镓为原料,用电解法、减压蒸馏法、分步结晶法、区域熔融法进一步提纯,制得高纯镓。 [4] 电解法以99.99%的工业级金属镓为原料,经电解精炼等工艺,制得高纯镓的纯度≥99.999%。以≥99.999%的高纯镓为原料,经拉制单晶或其他提纯工艺进一步提纯,制得高纯镓的纯度≥99.99999%。
(四)应用领域
一是:工业用途
制造半导体氮化镓、砷化镓、磷化镓、锗半导体掺杂元;纯镓及低熔合金可作核反应的热交换介质;高温温度计的填充料;有机反应中作二酯化的催化剂。
镓的工业应用还很原始,尽管它独特的性能可能会应用于很多方面。液态镓的宽温度范围以及它很低的蒸汽压使它可以用于高温温度计和高温压力计。镓化合物,尤其是砷化镓在电子工业已经引起了越来越多的注意。没有能利用的精确的世界镓产量数据,但是临近地区的产量只有20吨/年。
镓-68会发射正电子,可以用于正电子断层成像。
镓铟合金可用于汞的替代品。
二是:医学应用
在观察到癌组织对67Ga有吸引力之后,美国国家癌症学会指出稳定的镓对于啮齿动物的肿瘤很有疗效。这曾在癌症病人身上试验过。当服用剂量为750mg/kg时,镓对人的肾脏有害。不停的灌输镓的配制药品可以降低镓对肾小管的毒性。
上述内容摘自《百度百科》。
二、现实情况
(一)镓的情况
值得关注的一点是,和稀土等矿产资源类似,镓、锗也有着中国稀缺资源普遍的尴尬境地,即中国大量出口初级产品,同时又需进口核心技术深加工产品。
王登红等人即表示,我国镓产量虽然在全球占有重要地位,但大部分以原料性产品出口,是世界主要镓原料出口国同时又是世界镓高端产品和制成品的重要进口国。
李德先也表示,中国是金属镓的最大生产国,主要供应美国、欧盟、日本和韩国等发达经济体,初级产业在全球占有较大市场份额,初级产品过剩仍然是当前行业面临的主要问题。
前述22位专家联合发表的综合述评即重点阐述了关键矿产的全球格局。2020年全球原生镓产量327吨,其中中国生产317吨,占97%;俄罗斯、日本、韩国产量分别为5吨、3吨、2吨。
他们尤其援引据美国地质调查局数据提到,2010-2021年美国进口砷化镓晶圆、金属镓总计折合金属镓3880吨,接近同期全球原生镓产量总和4125吨。他们认为,这也可以看出,中国原生镓出口比例接近100%。
而在锗方面,2020年全球精炼锗产量140吨,其中中国95吨,占67%;俄罗斯生产5吨,其他国家生产40吨。在2021年,中国是最大锗出口国,几乎全部产品出口到俄罗斯、德国、比利时、日本和美国。根据美国地质调查局数据,2010-2021年全球生产锗矿产品折合锗金属1638吨,中国生产了其中的1090吨,占66%;同期美国进口锗矿产品333吨,占全球产量的20%。上述综合述评文章写道,按2021年数据,中国锗矿产品出口比例为39%。如考虑氧化锗出口,则出口比例更高。
出口大量稀缺资源、回报却处于产业链底部的方式让业内担忧已久。上述22位专家即提到,当前国际贸易争端由经济领域、技术领域扩展到矿产资源领域,世界局势变化对中国矿产资源安全保障提出了新的挑战,也带来了新的机遇。他们提出了一份37种中国关键矿产建议清单,包括大宗矿产、三稀金属矿产、关键黑色有色贵金属矿产、战略非金属矿产和特种气体矿产。在这份清单中31种矿产与美国、欧盟、日本清单重合。
他们强调,这些关键矿产既是当今世界经济社会发展不可或缺的重要物质基础,也是战略性新兴产业、清洁能源、国防军工技术发展不可替代的重要物质保障。提出的这37种关键矿产中我国需要净进口的22种,净进口超过50%的19种,超过90%的10种;我国净出口的11种,净出口超过50%的5种,其中镓超过了90%。
上述内容摘自《澎湃新闻》2023年7月5日。
(二)铝的情况
从全球铝矿产量来看,中国是世界上铝含量最多的国家,根据USGS,2021年中国铝产量3890万吨,占全球铝产量的58%。中国宏桥是全球最大的氧化铝、电解铝、精细氧化铝、高纯铝和铝用阳极生产供应商。根据Mytsteel数据统计,2021年全球前十五大电解铝生产公司中,有七家中国企业,分别为中国中铝、宏桥集团、信发集团、国电投、东方希望、酒钢集团、神火股份。
(三)电解铝耗电量情况
此次国家发改委发文涉及的电解铝行业,属于一个高耗能行业。最新版本的《产业结构调整指导目录(2019年本)》中,也将电解铝项目作为限制类行业。
数据显示,我国是全球最大的电解铝生产国,目前全行业年度用电量超过5000亿千瓦时,约占全社会用电总量6.8%,耗电量巨大。
国家发改委解读称,用电成本在电解铝生产成本中占比超过40%,对电解铝行业实施阶梯电价政策,有利于充分发挥电价杠杆作用,以经济手段促进电解铝行业不断提高能效水平、加快转型升级,推动经济结构调整,服务绿色发展。
电解铝行业阶梯电价政策具体如何完善?对此,记者注意到,相关政策明确,要合理设定阶梯电价分档标准。
《通知》规定:2022年,电解铝行业阶梯电价分档标准为铝液综合交流电耗每吨13650千瓦时;自2023年起,分档标准调整为每吨13450千瓦时(不含脱硫电耗);自2025年起,分档标准调整为每吨13300千瓦时(不含脱硫电耗)。
此外,有关政策还鼓励电解铝企业提高风电、光伏发电等清洁能源利用水平。明确电解铝企业消耗的非水可再生能源电量在全部用电量中的占比超过15%,且不小于所在省(自治区、直辖市)上年度非水电消纳责任权重激励值的,占比每增加1个百分点,阶梯电价加价标准相应降低1%。
上述内容摘自《每日经济新闻》。
(四)各国发电量情况
三、个人观点
300吨镓=3890万吨铝=5000亿度电,相当于1吨镓=16.7亿度电。
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