鎵是最具有“分散”特征的稀有分散金屬，銀白色，密度5.904g/m3，熔點(diǎn)29.78℃，在手里就可熔化，是熔點(diǎn)在人體溫度之下的三種液態(tài)金屬（鎵、銫、汞）之一。但其沸點(diǎn)卻很高，高達(dá)2403℃。

    鎵的液態(tài)范圍很大，而是這3種低熔點(diǎn)、高沸點(diǎn)液態(tài)金屬中液態(tài)范圍最大，達(dá)2373℃。因此，將鎵裝入石英溫度計(jì)內(nèi)，可用來(lái)測(cè)量1500℃的高溫。人們常用這種溫度計(jì)來(lái)測(cè)量反應(yīng)爐、原子反應(yīng)堆的溫度。

    鎵在由液體變成固體時(shí)體積會(huì)增大3.2%，并由銀白色轉(zhuǎn)變?yōu)樗{(lán)灰色。鎵的第一電離能僅為5.999電子伏特，因此凝固點(diǎn)很低。由于具有穩(wěn)定固體的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，純液態(tài)鎵有顯著的過(guò)冷趨勢(shì)，在固相點(diǎn)之下仍能長(zhǎng)時(shí)間保持液態(tài)，放在冰水內(nèi)也可以幾天內(nèi)不結(jié)晶。

    低溫時(shí)鎵有良好的超導(dǎo)性能，在接近-373℃時(shí)電阻幾乎等于零，因此在超導(dǎo)材料領(lǐng)域中占有一席之地。

    鎵是一種性能優(yōu)良的電子材料，被譽(yù)為“電子工業(yè)的脊梁”，是高新技術(shù)的基礎(chǔ)資源。鎵主要用于制造半導(dǎo)體材料、光學(xué)玻璃、真空管、發(fā)光二極管和砷化鎵激光二極管等。

    鎵質(zhì)軟、性脆，富延展性，在空氣中表現(xiàn)穩(wěn)定。鎵液體的密度高于固體密度，凝固時(shí)體積膨脹，膨脹率為3.1％，由于它的這種“熱縮冷脹”性，鎵具有較好的鑄造特性，被用來(lái)制造鉛字合金，使字體清晰。

    在原子能工業(yè)中，用鎵作為熱傳導(dǎo)介質(zhì)，把反應(yīng)堆中的熱量傳導(dǎo)出來(lái)。鎵還具有吸收中子的能力，因此在原子反應(yīng)堆中，鎵可以起到控制中子數(shù)量和反應(yīng)速度的作用。放射性鎵可用來(lái)診斷癌癥。

    鎵加熱能溶于硝酸、王水等強(qiáng)酸以及強(qiáng)堿液中，因此鎵具有兩性。與沸水反應(yīng)劇烈，但在室溫時(shí)僅與水略有反應(yīng)。鎵的蒸氣壓很低，在1000℃時(shí)只有10-3帕，故可在真空裝置中做密封液。

    鎵的化學(xué)性質(zhì)不活潑，化學(xué)性質(zhì)與鋁、鋅、鍺相似，化合價(jià)為2和3。在常溫下幾乎不與氧和水發(fā)生反應(yīng)。鎵高溫時(shí)能與大多數(shù)金屬作用。加入鋁中可制得易熱處理的合金。鎵錫合金弧光燈具有純粹的紅光，并可防止錫蒸發(fā)附在玻璃管壁上，避免冷卻時(shí)破裂。鎵與金的合金應(yīng)用在裝飾和鑲牙方面，也可用作有機(jī)合成的催化劑。鎵能提高一些合金的硬度，并能提高鎂合金的耐腐蝕能力。鎵與許多金屬，如鉍、鉛、錫、鎘，銦、鉈等，生成熔點(diǎn)低于60℃的易熔合金。其中如含銦25％的鎵銦合金(熔點(diǎn)16℃)，含錫8％的鎵錫合金(熔點(diǎn)20℃)，可以用在電路熔斷器和各種保險(xiǎn)裝置上，溫度一高，它們就會(huì)自動(dòng)熔化斷開(kāi)，起到安全保險(xiǎn)的作用。

    鎵有增強(qiáng)玻璃折射率的效能，可以用來(lái)制造特種光學(xué)玻璃。鎵具有很強(qiáng)的光反射能力，同時(shí)又能很好地附著在玻璃上，承受較高的溫度，可把它擠壓在兩塊加熱的玻璃之間制成優(yōu)質(zhì)反光鏡。鎵鏡能把70％以上射來(lái)的光反射出去。

    在高溫的環(huán)境下，鎵能與硫、硒、碲、磷、砷、銻等發(fā)生反應(yīng)，生成的以GaAs、GaP、GaSb為主的鎵系列化合物都是優(yōu)質(zhì)的半導(dǎo)體材料，在光電子學(xué)領(lǐng)域和微波通訊領(lǐng)域應(yīng)用極為廣泛，可制造整流器、晶體管、光電器件、注射激光器、微波二極管等，被人們認(rèn)為是最有發(fā)展前途的半導(dǎo)體材料，成為電子工業(yè)的新寵。鎵的化合物半導(dǎo)體材料做成的太陽(yáng)能電池，能把太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)變成電能，效率高達(dá)百分之十八，而且抵抗輻射的能力比硅電池強(qiáng)一倍，因此可作為人造衛(wèi)星電源。人們用砷化鎵做元件制成了激光器，這是一種體積小、效率高的新型激光器。磷化鎵是制作半導(dǎo)體發(fā)光元件的優(yōu)質(zhì)材料。用磷化鎵二極管能放出紅光和綠光，我們?cè)陔娔X上看到的紅光和綠光，就是由它放出的。為此，人們將鎵譽(yù)為“半導(dǎo)體材料的新糧食”。

    鎵還可以用來(lái)制造陰極蒸氣燈，將碘化鎵加入高壓水銀燈中，可以增大水銀燈的輻射強(qiáng)度。

    鎵化合物可用于分析化學(xué)、有機(jī)合成以及醫(yī)藥中的催化劑。

    鎵化合物還用于光導(dǎo)纖維通訊系統(tǒng)，可制作大規(guī)模集成電路，作為核能工業(yè)的熱載體，甚至在超導(dǎo)材料領(lǐng)域中也有一席之地。

    二、資源儲(chǔ)量及其分布

    截止2008年底，我國(guó)鎵礦查明礦區(qū)總數(shù)166個(gè)，在全國(guó)25個(gè)省（市、區(qū)）均有分布。資源儲(chǔ)量13.66萬(wàn)噸，其中，基礎(chǔ)儲(chǔ)量0.71萬(wàn)噸。廣西的資源量最高，達(dá)2.90萬(wàn)噸，占全國(guó)的21.2%。排列在前5位的分別是廣西、貴州、河南、山西、云南，查明資源儲(chǔ)量合計(jì)占全國(guó)的88.2%（表1）。

    鎵的世界資源儲(chǔ)量約為18萬(wàn)噸。國(guó)外鎵的資源儲(chǔ)量約4～5萬(wàn)噸，國(guó)內(nèi)鎵的儲(chǔ)量約為13～14萬(wàn)噸。我國(guó)金屬鎵的資源儲(chǔ)量約占世界總量的75%。

    三、鎵礦床主要工業(yè)類(lèi)型及賦存狀態(tài)

    （一）主要工業(yè)類(lèi)型

    在自然界中鎵常以微量元素與鋁、鋅、鍺的礦物共生。鎵的地殼豐度為15×10-6，比其它分散元素的地殼含量高出1～2個(gè)數(shù)量級(jí)；鎵在鍺石中含量較高，鋁土礦和閃鋅礦中也含有少量的鎵。

    目前我國(guó)尚未發(fā)現(xiàn)獨(dú)立的鎵礦床。而且在目前已知的富鎵礦床中，一般的富集系數(shù)約4～5，只有在少數(shù)礦床的閃鋅礦和赭石中其富集系數(shù)可高達(dá)約330，與其他的分散元素成礦作用無(wú)法相比。

    鎵礦床的主要工業(yè)類(lèi)型有：含鎵鋁土礦礦石；含鎵銅、鋅礦石與其它多金屬礦硫化物；含鎵煤礦。

    （二）賦存狀態(tài)

    鎵總是以類(lèi)質(zhì)同相形式存在于有關(guān)的礦物中，不會(huì)形成獨(dú)立的具有單獨(dú)開(kāi)采價(jià)值的鎵礦床，只能隨開(kāi)采主金屬礦床時(shí)在選冶中加以綜合回收利用。

    河南、吉林、山東、廣西等省區(qū)的鎵主要賦存在鋁土礦中；黑龍江、云南等省的鎵主要賦存在煤礦或錫礦中；湖南等省的鎵主要賦存在閃鋅礦中。

    四、提取方法

    1.以副產(chǎn)品的形式提取鎵。目前，工業(yè)上鎵主要以副產(chǎn)品的形式從處理鋁土礦生產(chǎn)氧化鋁時(shí)的鋁酸鈉循環(huán)液中以及閃鋅礦濕法煉鋅工藝的粗鋅蒸餾殘?jiān)�中提取，也可以從煤焦化煙塵中回收。

    2.萃取法提取鎵。在一定的酸度下，采用藥劑P538可以從Ga、In與伴生元素如Zn、Co、Cd、Ni以及堿金屬和堿土金屬的硫酸體系中取到Ga、In、Ti，用一定的反萃取劑可以分別萃取出Ga、In、Ti，并能實(shí)現(xiàn)Ga、In、Ti的有效分離。

    五、國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)供需形勢(shì)分析

    我國(guó)是鎵的生產(chǎn)大國(guó)，但產(chǎn)量不穩(wěn)定。2000年原生鎵產(chǎn)量為7.6噸，2005年為17.78噸，2007年33.22噸，2008年有可能達(dá)到40噸（見(jiàn)表2）。

    根據(jù)需求推算，2008年全球產(chǎn)量總計(jì)為85噸。其中，中國(guó)金屬鎵（4N）的產(chǎn)量約占全球產(chǎn)量的一半。

    近年來(lái)我國(guó)電子信息產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)鎵的消費(fèi)穩(wěn)定增長(zhǎng)。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，2008年中國(guó)未鍛軋金屬鎵出口量為26噸。以此測(cè)算，2008年中國(guó)國(guó)內(nèi)金屬鎵的表觀消費(fèi)量約在14噸左右。

    據(jù)中國(guó)電子材料網(wǎng)對(duì)GaAS的市場(chǎng)調(diào)研預(yù)測(cè)，由于GaAs晶體生長(zhǎng)技術(shù)和器件制作技術(shù)已趨于成熟，預(yù)計(jì)在未來(lái)10年內(nèi)，以GaAs為主的化合物半導(dǎo)體材料和器件的需求量將以年均10%～15%的速度增長(zhǎng)。

    自2000年全球鎵消費(fèi)量達(dá)到200噸的頂峰之后，受市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)等原因的影響，全球鎵消費(fèi)量出現(xiàn)大幅度下滑，2006年已降到100噸左右。2008年下半年金融危機(jī)對(duì)實(shí)體經(jīng)濟(jì)的沖擊加劇了這種下滑趨勢(shì)，去年全年鎵消費(fèi)量進(jìn)一步下降到85噸左右。我國(guó)鎵消費(fèi)量約占世界的16.5%。

    在全球金融危機(jī)的影響下，2008年中國(guó)金屬鎵的價(jià)格一路下滑，年初價(jià)格為5800～6300元/千克，11月中旬降到到3500元/千克的低點(diǎn)后，年底略有小幅回升。2009年初進(jìn)一步下降到3400～3700元/千克。

    六、我國(guó)鎵礦資源開(kāi)發(fā)利用中存在的問(wèn)題

    1. 鎵的提取困難。鎵作為一種稀散金屬，自然界中幾乎不存在單一的、具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的鎵礦床，只能從冶煉其它金屬如Al，Zn過(guò)程的副產(chǎn)物中加以回收。然而，由于鎵在其它金屬礦床中的含量也極低，經(jīng)過(guò)一定富集后也只能達(dá)到幾百g/t，因而鎵的提取非常困難。

    2. 鎵資源浪費(fèi)嚴(yán)重。國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)都是將含鎵物料棄置不用，造成鎵資源的大量浪費(fèi)。

    3. 鎵產(chǎn)品附加值低。國(guó)內(nèi)目前沒(méi)有掌握金屬鎵深加工生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品主要以初級(jí)原材料方式出口，附加價(jià)值不高。山東鋁業(yè)公司、長(zhǎng)城鋁業(yè)公司等少數(shù)企業(yè)曾試圖將3～4N產(chǎn)品提純到6～7N產(chǎn)品，并進(jìn)一步加工成GaAs、GaP產(chǎn)品出口，但市場(chǎng)障礙較大，尚未取得明顯進(jìn)展。

    七、我國(guó)對(duì)鎵產(chǎn)品管理的現(xiàn)行政策

    1.《2007年出口許可證管理貨物目錄》、《2008年出口許可證管理貨物目錄》將未鍛軋的鎵、鍛軋的鎵等列入出口許可證管理貨物目錄。

    2.《2008年加工貿(mào)易禁止類(lèi)商品目錄》（商務(wù)部、海關(guān)總署公告2008年第22號(hào)）規(guī)定，未鍛軋的鎵、鎵廢碎料、鎵粉末、鍛軋的鎵及其制品禁止以加工貿(mào)易的名義出口。

    八、政策建議

    1. 加強(qiáng)鎵的提取工藝研究，提高鎵的綜合回收利用水平。

    2.提高未鍛軋的鎵、鎵廢碎料、鎵粉末、鍛軋的鎵及其制品出口關(guān)稅，控制過(guò)度出口。

    3. 由國(guó)家對(duì)鎵金屬實(shí)施戰(zhàn)略?xún)?chǔ)備。