時下世界90%以上的原生鎵都是在生產(chǎn)氧化鋁過程中提取的,是對礦產(chǎn)資源的一種綜合利用,通過提取金屬鎵增加了礦產(chǎn)資源的附加值,提高氧化鋁的品質(zhì)降低了廢棄物“赤泥”的污染,因此非常符合當前低碳經(jīng)濟以小的自然資源代價獲取利用價值的原則。鎵在其它金屬礦床中的含量極低,經(jīng)過一定富集后也只能達到幾百克/噸,因而鎵的提取非常困難,另一方面,由于伴生關(guān)系,鎵的產(chǎn)量很難由于鎵價格上漲而被大幅拉動,因此,原生鎵的年產(chǎn)量極少,全球年產(chǎn)量不足300噸,是原生銦產(chǎn)量的一半,如果這種狀況不能得到改善,未來20-30年這些金屬鎵將會出現(xiàn)嚴重短缺。
外圍電子排布4s24p1,位于第四周期第ⅢA族。 [5]
在潮濕空氣中氧化,加熱至500℃時著火。室溫時跟水反應(yīng)緩慢,跟沸水反應(yīng)劇烈生成氫氧化鎵放出氫氣。加熱時溶于無機酸或苛性堿溶液。能跟鹵素、硫、磷、砷、銻等反應(yīng)。 [5]
鎵在干燥空氣中較穩(wěn)定并生成氧化物薄膜阻止繼續(xù)氧化,在潮濕空氣中失去光澤。與堿反應(yīng)放出氫氣,生成鎵酸鹽。能被冷濃鹽酸浸蝕,對熱硝酸顯鈍性,高溫時能與多數(shù)非金屬反應(yīng);溶于酸和堿中,鎵在化學(xué)反應(yīng)中存在+1、+2和+3化合價,其中+3為其主要化合價。鎵的活動性與鋅相似,卻比鋁低。鎵是兩性金屬,既能溶于酸(產(chǎn)生Ga3+)也能溶于堿。鎵在常溫下,表面產(chǎn)生致密的氧化膜阻止進一步氧化。加熱時和鹵素、硫迅速反應(yīng),和硫的反應(yīng)按計量比不同產(chǎn)生不同的硫化物。
金屬鈀的獨特性能
元素鈀在元素周期表中屬于第10族
ⅧB鉑族金屬,原子序數(shù)46,穩(wěn)定同位素有102,104,105,106,108,110。密度(20℃)12.02g/cm,熔點1555℃,沸點2964℃,氧化態(tài)有+2、+3、+4價。銀白色帶有光澤金屬,具有延展性,可壓延成薄片,耐腐蝕,能溶于氧化性的酸,例如濃硝酸和發(fā)煙硫酸,以及熔融的堿中。鈀吸收和透過氫氣的能力極強,常溫下能吸收350~850相當于本身體積的氫氣。240℃時1mm厚,1cm大的鈀片每秒鐘可透過42.3mm的氫氣。由于金屬鈀這些特殊的性能,因此非常適用于制造加氫和脫氫反應(yīng)用催化劑。
鈀催化劑制造、活化和再生及回收
鈀催化劑一般都是通過浸漬的方法將活性組分鈀及各種助催化劑活性組分載在載體上。浸漬法是制造載體催化劑有效和簡單常用方法,一般的制造程序是將活性組分的一種可溶性鹽,按比例配制成浸漬液,將選擇好的一定量載體放入浸漬液中,待吸附飽和后,將負載的載體進行干燥、焙燒、活化等步驟制成催化劑。這種方法雖然簡單,但整個制作過程,包括載體種類和性能、不同活性組分品種和負載量,以及浸漬方式、干燥、焙燒、活化條件,方式,次序等都會影響成品催化劑的性能。研究者只有在催化劑理論,實踐經(jīng)驗的指導(dǎo)下,通過實際物料不同條件下的反復(fù)試驗,各種現(xiàn)代化檢測分析儀器對催化劑結(jié)構(gòu)、性能等的分析測定等研究,才能評選出一種性能優(yōu)越的鈀催化劑品種。