Источники получения галлия

Области применения галлия

Химические соединения галлия

Оксиды и гидроксиды галлия. Высший оксид Ga₂O₃ – белый порошок, амфотерен, t_пл = 1740 ºС. Известно две модификации Ga₂O₃. Полученный при невысоких температурах – растворяется в кислотах и щелочах, прокаленный – нет. Для перевода его в раствор необходимо предварительное сплавление со щелочью. Низший оксид Ga₂O – темно-коричневый, сублимирует при 650 - 700 ºС. Гидроксид Ga(OH)₃ – белый осадок, получаемый осаждением из кислых растворов солей при pH = 2 – 4 или щелочных растворов при рН = 9,7 – 6,4. Он имеет ярко выраженный амфотерный характер и растворяется, подобно Al(OH)₃ в кислотах и щелочах. Кислотные свойства у гидроксида галлия несколько сильнее выражены, чем у алюминия, поэтому он растворяется не только в сильных щелочах, но и в растворах аммиака на холоду (при кипении вновь осаждается в гидроксид).

Галлаты. Me[Ga(OH)₄] - образуются при растворении соединений галлия в щелочах. Галлаты щелочных металлов хорошо растворимые соединения, а галлаты щелочно-земельных металлов обладают ограниченной растворимостью. Галлат кальция – Ca₃[Ga(OH)₆]₂ или 3CaO∙Ga₂O₃∙6H₂O – хорошо растворяется в воде. Соответствующее соединение алюминия 3CaO∙Al₂O₃∙6H₂O – не растворяется в воде. Это свойство используется для разделения этих соединений в технологии.

Соли галлия. К малорастворимым соединениям галлия относится ферроцианид галлия Ga₄[Fe(CN)₆]₃ – белое вещество, малорастворимое в разбавленной серной кислоте. Из других солей галлия известны галогениды и сульфаты галлия (хорошо растворимые в воде), сульфиды галлия.

Полупроводниковая электроника. В этой области в настоящее время используют основное количество производных галлия. Для легирования Ge и Si, для производства полупроводниковых соединений антимонидов, арсенидов и фосфидов (GaSb, GaAs, GaP)., в производстве лазеров и др.

Атомная техника. В качестве теплоносителей в энергетических установках.

Производство легкоплавких сплавов (t_пл = 15 – 17 ^оС).Сплавы применяются как терморегуляторы, затворы в газовых системах, как заменители ртути в электротехнических и радиотехнических приборах.

Припой. Для спаивания различных металлов.

Оптика. Отражательная способность галлия 88 %, поэтому он используется в качестве зеркальных покрытий.

В земной коре содержится 1,5∙10^-3 % масс. галлия, что выше содержания сурьмы, серебра, висмута, молибдена и вольфрама. Как типичный рассеянный элемент, галлий встречается в виде изоморфной примеси в других минералах, среди которых минералы алюминия (содержание в них галлия 0,00Х – 0,1 %), железа, цинковые обманки (0,01 – 0,1 %). Галлий наряду с германием содержится в углях (0,001 – 0,01 %). Золы углей часто содержат от 0,01 до 0,1 % галлия. Повышенным содержанием галлия отличается минерал германит. Таким образом, галлий извлекают попутно при переработке сульфидных цинковых руд, углей и алюминиевого сырья.

В настоящее время основным источником получения галлия служит алюминиевое сырье. На заводах, производящих глинозем и алюминий, попутно извлекают галлий. На некоторых предприятиях галлий извлекают из отходов цинкового производства.