"镓作为半导体和5G的关键材料,需求激增却面临回收难题。中国突破真空蒸馏技术,在1120℃下高效分离镓与砷,流程短且无污染,为电子废料处理开辟新路径。"
韶关运田金属摘要:镓是稀散金属,自然界中无独立矿床,主要从铝、锌冶炼副产品中提取。随着半导体、LED和5G技术的快速发展,镓需求激增,但传统湿法回收存在流程长、污染重的问题。日本通过回收法满足大部分需求,而中国仍依赖提取法,回收技术亟待突破。
6N级(99.9999%)电子级镓:2300-3200元/公斤
7N级以上超高纯镓:3200-4000元/公斤
9N级半导体用镓:4500-6000元/公斤
工业级镓产品
粗制金属镓(99.9%):1600-2800元/公斤
液态镓原料:1800-2600元/公斤
含镓废料 砷化镓晶圆废料:350-600元/公斤
氮化镓器件废料:600-1000元/公斤
镓合金边角料:350-2000元/公斤(按含量折算)
含镓工业废渣:200-1500元/公斤
砷化镓(GaAs)是半导体工业的关键材料,但其生产过程中产生大量废料,亟需高效环保的回收方法。本文通过真空蒸馏技术,实现了镓的高效回收,并分析了其理论与实验依据。
湿法冶金是目前应用最广泛的镓回收技术,主要包括:
酸浸法:使用盐酸或硫酸溶解含镓废料,再通过溶剂萃取或离子交换法分离镓。
碱浸法:采用氢氧化钠溶液处理含镓废料,适用于砷化镓废料的回收。
电解法:通过电化学沉积从溶液中提取高纯度镓。
基于真空冶金理论,计算镓(Ga)与砷(As)的分离系数(β),发现β远大于1,表明真空蒸馏可实现二者分离。结合GaAs相图分析,确定最佳蒸馏温度为1120~1170℃,真空度低于1Pa。实验采用自制真空炉,原料为GaAs碎片,在1120℃、1Pa条件下保温3小时。
真空蒸馏法流程短、无污染,是处理GaAs废料的有效方法。未来需优化工艺条件(如温度控制、冷凝效率)并开发工业化设备,结合真空技术发展,推动镓资源循环利用。