一提到山西,大家第一反應(yīng)就是煤炭!煤炭!煤炭!
但是說到山西的礦產(chǎn)資源,鋁土礦、鐵礦也是山西的優(yōu)勢(shì)礦產(chǎn)!
今天我們來說說山西另一種“霸主”礦產(chǎn)——鎵!
2011年,我國(guó)將鎵列為戰(zhàn)略儲(chǔ)備金屬,計(jì)劃在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候?qū)︽夁M(jìn)行戰(zhàn)略儲(chǔ)備。
山西的鎵礦資源豐富,在全國(guó)名列第一位!當(dāng)然這與山西省盛產(chǎn)鋁土礦有直接關(guān)系。
金屬鎵是一種銀白色的稀有金屬。 鎵是一種性能優(yōu)良的電子原材料,鎵用來制作光學(xué)玻璃、真空管、半導(dǎo)體的重要原料。
鎵廣泛地應(yīng)用于無線電通訊、光纖通信、汽車?yán)走_(dá)、LED 照明、太陽能電池等領(lǐng)域,且金屬鎵所有用途幾乎都和當(dāng)前現(xiàn)代科技發(fā)展及低碳經(jīng)濟(jì)、綠色能源和環(huán)境保護(hù)相關(guān)。
鎵產(chǎn)業(yè)鏈:
鎵的用途:
鎵的消費(fèi)領(lǐng)域主要是砷化鎵單晶和LED鍍膜。
用鎵砷磷、鎵鋁砷制成的紅色發(fā)光管,用磷化鎵制成的綠色發(fā)光管等,已在電子計(jì)算機(jī)及其他電子儀器中廣泛應(yīng)用。砷化鎵、鎵鋁砷還可作固體激光器材料,用于光導(dǎo)纖維通信,還能用作太陽能電池的材料以及制作大規(guī)模高速集成電路。鎵有很高的光反射能力,可把它擠壓在兩塊玻璃板之間制成鏡子。鎵還用于制作易熔合金。鎵化合物可用于分析化學(xué)、醫(yī)藥和有機(jī)合成的催化劑。
鎵裝入石英溫度計(jì)可測(cè)量高溫。加入鋁中可制得易熱處理的合金。鎵和金的合金應(yīng)用在裝飾和鑲牙方面。
我國(guó)金屬鎵的消費(fèi)領(lǐng)域包括半導(dǎo)體和光電材料、太陽能電池、合金、醫(yī)療器械、磁性材料等,其中半導(dǎo)體行業(yè)已成為鎵最大的消費(fèi)領(lǐng)域,約占總消費(fèi)量的80%。
鎵在地殼中的含量為0.0015%。鎵只有3種獨(dú)立礦物,即硫鎵銅礦、水鎵礦和馬硫銅鎵礦。自然界中的鎵分布比較分散,多以伴生礦存在,主要賦存在鋁土礦中,少量存在于錫礦、鎢礦和鉛鋅礦中及煤中。
目前主要通過以下三方面提取鎵:
從鋁鋅冶煉的物料中富集提鎵
從鋅工業(yè)廢渣中回收鎵
從煤氣廠煙塵中提取鎵
目前公布的鎵的世界總儲(chǔ)量約為 23 萬噸,我國(guó)的鎵金屬儲(chǔ)量居世界首位 約占世界儲(chǔ)量的 80%~85%,國(guó)外金屬鎵的儲(chǔ)量約為 4~5 萬噸,其中美國(guó)鎵儲(chǔ)量為 0.45 萬噸,南美洲鎵儲(chǔ)量 1.14 萬噸,非洲為 5.39 萬噸,歐洲 1.95 萬噸。
全球鎵儲(chǔ)量分布圖數(shù)據(jù)
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局2015年發(fā)布的數(shù)據(jù),全球鋁土礦中鎵的儲(chǔ)量超過100萬噸,鋅礦中還有一定儲(chǔ)量的鎵資源。雖然鋁土礦和鋅礦中所含的鎵資源相對(duì)較多,但目前能從中開發(fā)回收的鎵資源量卻很少。
我國(guó)鎵資源儲(chǔ)量豐富,截止 2014 年底,我國(guó)鎵資源,儲(chǔ)量為 32 萬噸,基礎(chǔ)儲(chǔ)量為 4.35 萬噸。中國(guó)鎵資源能夠滿足未來 10 年保障國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求。
中國(guó)鎵儲(chǔ)量居首位,產(chǎn)量也排第一,約占全球的70%。但是目前日本是鎵消費(fèi)大國(guó),美國(guó)次之。
已計(jì)算儲(chǔ)量并被列入山西省礦產(chǎn)儲(chǔ)量表的有陽泉市白家莊、孝義縣西河底、興縣賀家圪臺(tái)、平陸曹川等鋁土礦區(qū)鎵的儲(chǔ)量已達(dá)大、中型礦床。孝義西河底鋁土礦區(qū)的鋁土礦及硬質(zhì)耐火粘土中都含鎵,達(dá)0.0047%~0.0076%,含鎵量由大到小依次為粗糙狀鋁土→鮞狀鋁土礦→致密狀鋁土巖→鐵鋁混合體。
陽泉市白家莊鋁土礦礦石中含Ga0.009%~0.013%,平均0.0093%。平陸曹川鋁土礦礦石含Ga0.007%。其他還有原平縣長(zhǎng)梁溝鋁土礦、沁源縣李城鋁土礦、平陸下坪鋁土礦、靈石南關(guān)鋁土礦、陽泉太湖石耐火粘土、長(zhǎng)治市曲里耐火粘土、朔縣郝家溝耐火粘土礦等礦區(qū)礦石中均含有鎵。
五大礦區(qū)中鋁土礦、粘土礦巖中Ga含量統(tǒng)計(jì)表(10-6)
作為大型鎵礦床列入山西礦產(chǎn)儲(chǔ)量表的有廣靈縣五一煤礦和紅旗煤礦。該區(qū)的煤賦存于中侏羅世門頭溝群下花園組中。鎵主要賦存于煤層頂、底板粘土質(zhì)巖石中。各有4~5個(gè)礦帶,總厚3.8~14m,分布面積分別為4平方公里和6.5平方公里,含Ga分別為32.78g/t和35.03g/t。此外大同市魏家溝、懷仁縣小峪、長(zhǎng)治市南寒等煤礦中亦含鎵。
太原市郭家梁鐵礦、浮山南莊里鐵礦、襄汾縣四家灣銅金礦(含Ga0.01%)、靈丘刁泉銅鐵礦床(含Ga0.001%~0.005%)等。
繁峙縣后峪鉬(銅)礦中,礦石含 Ga 一般0.002%,最高0.003%,平均0.0023%。
中國(guó)、德國(guó)和烏克蘭是當(dāng)今世界三大粗鎵生產(chǎn)國(guó),其他粗鎵生產(chǎn)國(guó)還有匈牙利、韓國(guó)和俄羅斯等國(guó)。中國(guó)、日本、英國(guó)、美國(guó)以及斯洛伐克為精鎵的主產(chǎn)國(guó)。
未來, LED照明是趨勢(shì), 4G 智能手機(jī)市場(chǎng)前景廣闊;且砷化鎵、氮化鎵單晶在衛(wèi)星通訊系統(tǒng)和車載雷達(dá)的潛在市場(chǎng)巨大;太陽能工業(yè)方面, 在未來幾年中,銅銦鎵硒薄膜太陽能應(yīng)用可能會(huì)越來越廣泛,是鎵消耗未來的主要增長(zhǎng)點(diǎn),未來金屬鎵的需求潛力不可忽視。
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