第四周期ⅢA族元素，符號為Ga。1875年由法國的P.E.L.de布瓦博德朗在用光譜分析從閃鋅礦得到的提取物時發現，為了紀念該發現者的祖國而將其命名為gallium，因法國的古代名稱為Gallia。鎵是一種稀有且分散的元素，自然界中常以微量分散于鋁土礦、閃鋅礦等礦石中。固體為藍灰色，熔點為29.78℃，沸點為2403℃，相對密度為5.907，外表與鋅相仿，液態為銀白色，很像汞。它是近室溫(21～30℃)下為液態的3種金屬(汞、銫、鎵)之一。

其固體具有復雜結構，純液態鎵有顯著的過冷趨勢，可過冷到-120℃，可以在冰浴內幾天不結晶。它質軟、性脆，在空氣中穩定。加熱可溶于酸和堿，與沸水反應劇烈，室溫時僅與水略有反應，高溫時能與大多數金屬作用。由液態轉化為固態時，膨脹率為3.1%，宜存放于塑料容器中。鎵常用做光學玻璃、真空管、半導體的原料，特別是其液態溫度范圍極寬，可用來制作高溫測量用溫度計。鎵加入鋁中可制得可熱處理的合金，鎵和金的合金應用在裝飾和鑲牙方面，也用做有機合成的催化劑。它的幾種化合物，如砷化物、銻化物、磷化物，具有半導體性能，用于電氣和激光器、微波發生器、場致發光器件等固體裝置上。鎵可由鋅礦熔煉出鋅后的富集物中制得。

1. 金屬鎵的全球分布及儲量

全球金屬鎵主要分布在中國、加拿大、德國、法國、日本、哈薩克斯坦、澳大利亞和俄羅斯等國。2008年，鎵的世界資源儲量約18萬噸。國外鎵的資源儲量約4～5萬噸，國內鎵的儲量約13～14萬噸，我國金屬鎵的資源儲量約占世界總量的75%。2010年，內蒙古準格爾發現了一個世界上獨特的與煤伴生的超大型鎵礦床，據估算該礦床鎵的保有儲量為85.7萬噸，這一發現改變金屬鎵的全球儲量巨變，中國鎵資源儲量占世界總量的95%以上。

2. 金屬鎵的中國分布

中國金屬鎵主要分布在廣西，貴州，河南，山西，云南等地。2005年，代世峰等人發現內蒙古準格爾礦區高鋁粉煤灰、煤矸石中金屬鎵的含量在12-230μg/g，極具開發價值。2010年探明儲量后，使得我國鎵的資源分布發生了巨大變化。從鎵資源分布類型來看，內蒙古的鎵主要賦存在粉煤灰及煤矸石中，廣西、貴州、河南、山西、吉林、山東等省區的鎵主要存在于鋁土礦中，云南、黑龍江等省的鎵主要存在于錫礦或煤礦中，湖南等省區的鎵主要存在于閃鋅礦中。

應用領域：

鎵常用作光學玻璃、真空管、半導體的原料。特別是它的液態溫度范圍大(熔點29.8℃，沸2403℃)，可用來制作測高溫的溫度計。鎵加入鋁中可制得易受熱處理的合金，鎵和金的合金應用在裝飾和鑲牙方面，也用來作有機合成的催化劑。鎵的幾種化合物，如砷化物、銻化物、磷化物具有半導體性能，用于電器和激光器、微波發生器、場致發光器件等固體裝置上。鎵可由鋅礦中熔煉出鋅后的富集物中制得。

金屬鎵的用途與當今世界經濟發展所倡導的低碳經濟、綠色能源等發展有著密切的關系，與現代科技的很多高新產業密不可分。鑒于金屬鎵的重要性，越來越多的企業致力于鎵產品的開發。目前我國金屬鎵的消費領域包括半導體和光電材料、太陽能電池、磁性材料、石油化工、醫療器械、新型合金等，其中半導體行業已成為鎵*大的消費領域，約占總消費量的80%。隨著鎵行業的快速發展，尤其是半導體和太陽能電池行業，以及我國政府對LED行業發展規劃的推動，金屬鎵市場將會面臨更大的機遇和挑戰，據歐盟預測顯示在未來10～20年內，金屬鎵的全球消費量將會增加四倍。此外，我國國內金屬鎵回收能力較小，所以對鎵的需求全部依靠原生鎵支撐，這也將推動我國對鎵回收技術研發。

1）從鋁冶煉工業副產物中提取

金屬鎵目前，世界上約90%的金屬鎵是從煉鋁工業的副產物中得到的。由于鎵和元素鋁的地球化學性質十分相似，所以自然界中的鎵絕大部分以伴生的形式存在于鋁土礦中。在對鋁土礦進行溶解處理提取鋁的過程中，鎵與鋁一起被溶解，以鎵酸鈉形式與鋁酸鈉一起進入溶液，從這種鋁酸鈉溶液中可獲得金屬鎵。研究了用鹽酸溶解鋁土礦從中提取鎵的工藝條件。含鎵鋁土礦磨細至200目，在500℃溫度條件下焙燒3h，然后用6mol/L的鹽酸溶液在液固體積質量比2.5∶1條件下浸出12h，鎵以GaCl-4配離子形式進入溶液，浸出率大于94%。

2）從浸出液中提取鎵通常可采用沉淀-電解法、

萃取法、樹脂吸附法等。文獻報道，向含Na2CO3120～376g/L、NaOH13～65g/L、Al2O36～32g/L、Ga0.01～0.1g/L的浸出液中通入CO2，維持溫度在65～98℃范圍內，攪拌2.5～7h，鎵、鋁以無定形水合物形式沉淀析出。從濕法煉鋅渣中提取金屬鎵鋅浸出渣是濕法煉鋅的第yi副產物，由于其中富含鎵、銦、鍺等稀散金屬，對其進行綜合處理，具有較大的經濟價值。文獻報道，采用還原焙燒-磁選工藝，可有效地富集鋅浸出渣中的鎵。該方法是使鋅浸出渣在1100℃下經回轉窯焙燒15min，使渣中Zn、Pb等有價元素揮發析出，且使殘渣盡可能不產生液相，以避免殘渣中的鎵等有價元素形成多元復雜化合物，然后將揮發殘渣通過磁選分離富集Fe和Ga。研究表明，鋅浸出渣中鋅的揮發率達98.42%。揮發殘渣經磁選所得精礦含鐵90.16%，含鎵2164g/t，鐵、鎵的回收率分別為87.78%和92.42%。窯渣或焙燒渣經酸浸，鎵進入浸出液。從浸出液中富集鎵可采用萃取法、樹脂吸附法等。文獻報道，以仲辛基苯氧基乙酸(簡稱CA-12)為萃取劑，在鹽酸體系中可有效地萃取Ga3+。有機相為CA-12的煤油溶液，CA-12的濃度為4.6×10-3mol/L，有機相與水相的體積比為1∶1，pH=4.2，室溫，萃取時間30min，鎵的萃取率可達100%。除CA-12外，用2-乙基己基膦酸-單-2-乙基己基酯、有機磷化合物、Cyanex925等作萃取劑，均能有效地從浸出液中萃取Ga3+。

3）從剛玉渣中提取鎵

剛玉渣是以鋁礬土為原料，煉制棕剛玉時得到的低硅鐵合金，其主要成分為：ΣFe68.8%，Si9.21%，Al2O311.61%，Ga0.034%。文獻報道，以剛玉渣為原料，用硫酸浸出后，再中和沉淀除鐵，然后用堿浸出、經電解提取金屬鎵。每噸渣中可提取金屬鎵0.25kg，同時可得到2.8t硫酸亞鐵，100kgAl(OH)、370kgNa2CO3，43kg氧鐵紅。文獻介紹了一種利用剛玉渣生產金屬鎵的裝置。該裝置由浸出塔、轉盤萃取塔、反萃取塔、除雜萃取塔、蒸發罐等組成。將粉碎至40～60目的剛玉渣裝入浸出塔中，用23%的鹽酸溶液于60℃下浸出，浸出液用1∶1的磷酸三丁酯和甲苯溶液萃取，得到含鎵有機相，然后在反萃取塔中用水反萃取，再在除雜萃取塔中用乙醚萃取含鎵水相兩次，得到含鎵乙醚有機相，蒸發除去乙醚得到含鎵水相，此時鎵的質量濃度大于0.1g/L。加NaOH除鐵后，再通過沉淀、電解即可得到金屬鎵。

4）從礦石中提取金屬鎵

以含鎵和鍺的復合礦石為原料，用硫酸直接浸出可提取金屬鎵。復合礦石中含Ga0.037%，Ge0.0965%，Fe16.9%，Zn1.52%，Si34.5%。礦石磨細后，經3段浸出得到富含有價金屬Ga，Ge，Cu的浸出液。該浸出液用鐵置換除銅，加H2S沉鍺，溶劑萃取除鐵后，加氨水使鎵以Ga(OH)3形式沉淀析出。進一步溶解Ga(OH)3沉淀并純化、電解即可得到金屬鎵。其中在3段浸出過程中，第1段采用40%的硫酸溶液，第2段采用連續通入SO2的100～120g/L的硫酸溶液或0.5～7mol/LH2SO4和0.15mol/LNa2S2O3的混合溶液，第3段用325～350g/L的H2SO4和一定量CaF2溶液浸出。經3步浸出，礦石中Ga和Ge的提取率分別達到98%和78%～80%。其中加入CaF2能促進Ga和Ge的浸出。研究表明，采用硫酸和SO2或用硫酸和硫代硫酸鈉可從低品位復合礦石中直接提取Ga和Ge。文獻報道，在含鎵溶液中加入于500～800℃溫度下焙燒活化過的含Al2O3的礦物如鋁土礦作鎵的萃取劑，利用鋁和鎵同族性質相似的特性，通過700～1400℃的高溫作用，可實現鎵的萃取，然后用純堿或氫氧化鈉溶液將Al、Ga溶解，得到含鎵的偏鋁酸鈉溶液，或者用酸將Al、Ga溶解后，用氨水將Al、Ga沉淀析出，再用氫氧化鈉溶液處理沉淀得到含鎵的偏鋁酸鈉溶液。該溶液用一般的電解法處理即可得到金屬鎵。在用Al萃取鎵時，需加入萃取加工助劑如硫酸銨或硫酸鈣等。

5）從釩渣中提取金屬鎵

釩渣是釩鈦磁鐵礦(Ga的質量分數約0.004%)經霧化法提釩后得到的殘渣。渣中鎵可富集到0.01%～0.03%，是一種較好的提鎵原料。文獻報道，在含鎵釩渣物料中，加入含有氯鹽、碳粉、碳酸鈉的焙燒劑，進行高溫氯化焙燒，可將釩渣中的V、Ga分離，得到Ga質量分數0.18%以上的富集物，鎵的提取率達80%以上。富集物經浸出、提純、電解可得到純度99.9%以上的金屬鎵。所用焙燒劑中的氯鹽可以是NaCl，CaCl2或NH4Cl。焙燒劑的配比按料重的10%～60%加入，其中氯鹽5%～40%，碳粉(或石油焦)3%～20%，碳酸鈉5%～20%，氯化焙燒溫度800～1300℃。