本發(fā)明涉及鎵的制備領(lǐng)域，具體而言，涉及一種高純鎵的制備方法。

背景技術(shù)：
鎵在自然界中以微量分散于鋁礬土礦、硫化銅礦和閃鋅礦等礦石中。最初鎵常被用于生產(chǎn)低熔點(diǎn)合金和高溫溫度計(jì)等初級(jí)產(chǎn)品，近年來鎵及其化合物的研究在半導(dǎo)體領(lǐng)域取得了突出的進(jìn)展，以砷化鎵和氮化鎵為代表的鎵化合物的優(yōu)良特性不斷被發(fā)現(xiàn)，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，被廣泛應(yīng)用于光學(xué)系統(tǒng)、微波通信、高速大規(guī)模集成電路、太陽能電池等方面。按照(GB/T1475-2005)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，金屬鎵純度達(dá)到4N-5N通常稱為工業(yè)鎵；純度達(dá)到6-7N通常稱為高純鎵。但是，不同的應(yīng)用對(duì)鎵的純度要求也不同，其中，6N級(jí)鎵主要用于GaAs、GaP和GaSb等晶體，稱為“電子級(jí)”鎵；7N級(jí)用于制作集成電路襯底的砷化鎵，稱為“電路級(jí)”超純鎵、以及用作分子束外延(MBE)靶材的“分子束外延”超純鎵。鎵的提純方法有很多，如化學(xué)萃取、電解精煉、垂直梯度冷凝法(VGF法)等，但是這些方法均存在質(zhì)量不穩(wěn)定、易引入新的雜質(zhì)等問題。公開號(hào)為CN02618734A的中國(guó)專利利用部分結(jié)晶法提純金屬鎵，經(jīng)過五次部分結(jié)晶操作，將4N級(jí)金屬鎵提純?yōu)?N級(jí)金屬鎵，但是該單步工藝質(zhì)量控制不穩(wěn)定，在五次結(jié)晶后依然可檢出Fe元素殘留。公開號(hào)為CN103031450A的中國(guó)專利申請(qǐng)重復(fù)利用酸洗、超聲波振動(dòng)和部分結(jié)晶法分離提純金屬鎵，可將2N-3N級(jí)金屬鎵提純至4N-5N級(jí)別，該提純方法簡(jiǎn)單，便于重復(fù)操作和大規(guī)模生產(chǎn)，但是提取的純度不高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明旨在提供一種高純鎵的制備方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中高純鎵的制備方法繁瑣的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種高純鎵的制備方法，該制備方法包括：步驟S1，在超聲條件下對(duì)粗鎵液進(jìn)行酸式萃取，得到金屬鎵溶液；步驟S2，對(duì)金屬鎵溶液進(jìn)行電解提純，得到提純鎵溶液；以及步驟S3，利用部分結(jié)晶法對(duì)提純鎵溶液進(jìn)行結(jié)晶，得到高純鎵。進(jìn)一步地，上述步驟S1包括在超聲振蕩器中利用鹽酸對(duì)粗鎵液進(jìn)行酸式萃取。進(jìn)一步地，上述鹽酸為1～5mol/L的分析純鹽酸。進(jìn)一步地，上述超聲的頻率為10～60KHz，優(yōu)選20～50KHz；功率為50～120W，優(yōu)選60～80W。進(jìn)一步地，上述步驟S1中控制酸式萃取的溫度為40～60℃，優(yōu)選酸式萃取的時(shí)間為20～60min。進(jìn)一步地，上述步驟S2包括將陰極和陽極置于含金屬鎵溶液的電解液中進(jìn)行電解提純，電解提純過程中，電流密度為150～250A/m2，電解液溫度為40～60℃。進(jìn)一步地，上述電解液中鎵含量為30～80g/L，電解液為100～200g/L的NaOH溶液。進(jìn)一步地，上述電解過程中通過調(diào)整NaOH溶液的濃度維持電解電壓穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)。進(jìn)一步地，上述陽極為鉑電極，陰極為表面包裹有金屬鎵的鉑電極。進(jìn)一步地，上述步驟S3包括：收集提純鎵溶液，得到固態(tài)鎵；將固態(tài)鎵置于35～60℃下熔化，得到液態(tài)鎵；將液態(tài)鎵置于15～25℃下進(jìn)行逐漸凝固，至30～60％的液態(tài)鎵凝固，取凝固得到的固態(tài)嫁而得到高純鎵。進(jìn)一步地，上述粗鎵液為2N～4N級(jí)鎵液。應(yīng)用本發(fā)明的技術(shù)方案，將超聲和酸式萃取結(jié)合并與電解精煉、部分結(jié)晶法聯(lián)合，避免了單一步驟反復(fù)重復(fù)多次，使得工藝步驟減少，其中，利用酸式萃取將粗鎵液中的雜質(zhì)萃取至酸液中，與金屬鎵溶液分離，然后對(duì)金屬鎵溶液進(jìn)行電解提純，其中金屬鎵在陰極富集，從而得到提純鎵溶液，隨后利用部分結(jié)晶法對(duì)提純鎵溶液進(jìn)行結(jié)晶，由于鎵的凝固點(diǎn)較低，因此在結(jié)晶過程中部分雜質(zhì)保留在提純鎵溶液中，而結(jié)晶凝固得到的固態(tài)鎵即為高純鎵；而且能夠提取高純鎵，有效減少多種雜質(zhì)濃度，由此可見本申請(qǐng)的制備方法技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單且成本較低。具體實(shí)施方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請(qǐng)中的實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。下面將結(jié)合實(shí)施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。如上所描述的，傳統(tǒng)提取高純鎵使用的均是單一法，為了有效提高純度往往需要重復(fù)多次，但純度提高仍然有限，雜質(zhì)不能有效降低。針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，在本發(fā)明一種典型的實(shí)施方式中，提供了一種高純鎵的制備方法，該制備方法包括：步驟S1，在超聲條件下對(duì)粗鎵液進(jìn)行酸式萃取，得到金屬鎵溶液；步驟S2，對(duì)金屬鎵溶液進(jìn)行電解，得到提純鎵溶液；以及步驟S3，利用部分結(jié)晶法對(duì)提純鎵溶液進(jìn)行結(jié)晶，得到高純鎵。上述制備方法將超聲和酸式萃取結(jié)合并與電解精煉、部分結(jié)晶法聯(lián)合，避免了單一步驟反復(fù)重復(fù)多次，使得工藝步驟減少，其中，利用酸式萃取將粗鎵液中的雜質(zhì)萃取至酸液中，與金屬鎵溶液分離，然后對(duì)金屬鎵溶液進(jìn)行電解提純，其中金屬鎵在陰極富集，從而得到提純鎵溶液，隨后利用部分結(jié)晶法對(duì)提純鎵溶液進(jìn)行結(jié)晶，由于鎵的凝固點(diǎn)較低，因此在結(jié)晶過程中部分雜質(zhì)保留在提純鎵溶液中，而結(jié)晶凝固得到的固態(tài)鎵即為高純鎵；而且能夠提取高純鎵，有效減少多種雜質(zhì)濃度，由此可見本申請(qǐng)的制備方法技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單且成本較低。在本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例中，上述步驟S1包括在超聲振蕩器中利用鹽酸對(duì)粗鎵液進(jìn)行酸式萃取。利用鹽酸對(duì)粗鎵液進(jìn)行酸式萃取，初步分離出粗鎵中的海綿鎵，粗鎵中部分輕金屬和重金屬雜質(zhì)均被夾在海綿鎵中析出；而且在酸式萃取的同時(shí)進(jìn)行超聲振蕩起到對(duì)粗鎵液的攪拌作用，增加了酸與雜質(zhì)的接觸幾率，進(jìn)而能夠取得理想的分離雜質(zhì)的作用。當(dāng)然，用于上述酸式萃取的酸液并不限于鹽酸，硝酸和硫酸等酸溶液也可以使用。上述在酸式萃取過程中應(yīng)用的鹽酸可以選擇本領(lǐng)域的分析純的稀鹽酸，優(yōu)選上述鹽酸為1～5mol/L的分析純鹽酸。另外，其中超聲振蕩的主要作用是攪拌粗鎵液，因此本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)對(duì)攪拌程度的要求選擇超聲的頻率和功率，本申請(qǐng)優(yōu)選超聲的頻率為10～60KHz，功率為50～120W，既能實(shí)現(xiàn)對(duì)粗鎵液的攪拌作用，又不會(huì)產(chǎn)生太多熱量。為了進(jìn)一步優(yōu)化酸式萃取效果，優(yōu)選上述步驟S1中控制酸式萃取的溫度為40～60℃，將酸式萃取的溫度控制在40～60℃，既能保持鎵以液態(tài)形式存在，又能避免過多的鎵溶于酸溶液，上述溫度控制可以采用本領(lǐng)域常用的水浴加熱方式實(shí)施。在上述酸式萃取的過程中，酸式萃取時(shí)間可以根據(jù)萃取溫度、酸液的濃度等進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)既能充分分離雜質(zhì)又不會(huì)浪費(fèi)資源，在本申請(qǐng)所選擇的酸式萃取條件下，優(yōu)選萃取的時(shí)間為20～60min。在本發(fā)明有一種優(yōu)選的實(shí)施例中，完成上述酸式萃取之后，進(jìn)行下一步驟S2，該步驟S2包括將陰極和陽極置于含金屬鎵溶液的電解液中進(jìn)行電解提純，該電解提純過程中，電流密度為150～250A/m2，電解液溫度為40～60℃。在上述條件下進(jìn)行電解，既能避免由于電流密度過大造成的陽極過飽和，進(jìn)而導(dǎo)致陰極沉積的金屬鎵中雜質(zhì)含量過多，又能避免由于電流密度過小造成的電解效率低的問題。此外，本發(fā)明優(yōu)選上述電解液中鎵含量為30～80g/L，電解液為100～200g/L的NaOH溶液。對(duì)具有上述鎵含量的電解液進(jìn)行電解，能夠增加電解效率；另外，選擇100～200g/L的NaOH溶液作為電解液，既能避免氫氧化鈉濃度過高導(dǎo)致其在電解過程中結(jié)晶，劣化電解環(huán)境，又能避免其濃度過低導(dǎo)致電解效率降低、雜質(zhì)濃度過高的問題。同時(shí)，本發(fā)明為了避免在電解過程中由于電解電壓波動(dòng)較大導(dǎo)致電解過程難以控制、除雜效果不理想的問題，優(yōu)選在電解過程中通過不斷添加NaOH溶液使其濃度保持穩(wěn)定，維持電解電壓穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)。在實(shí)施本發(fā)明的電解過程時(shí)，其所采用的陰極和陽極均可參照現(xiàn)有技術(shù)，比如采用鉑金、鈀金等。本發(fā)明為了進(jìn)一步減少電解過程中電解液的消耗，保持穩(wěn)定的電流效率，優(yōu)選上述陽極為鉑電極，陰極為表面包裹有金屬鎵的鉑電極。這是因?yàn)樵阢K電極表面上包裹鎵之后，陰極就形成鎵電極，由于H在鎵表面的析出電位比其在鉑表面的析出電位高，H的實(shí)際析出電位就會(huì)比GaO2-/Ga小，在電解過程中不會(huì)析出，因此減少了電解液的消耗量，延長(zhǎng)了電解液使用時(shí)間。在本發(fā)明有一種優(yōu)選的實(shí)施例中，上述步驟S3包括：收集提純鎵溶液，得到固態(tài)鎵；將固態(tài)鎵置于35～60℃下熔化，得到液態(tài)鎵；將液態(tài)鎵置于15～25℃下進(jìn)行逐漸凝固至30～90％的液態(tài)鎵凝固，取凝固得到的固態(tài)嫁而得到高純鎵。電解之后的得到的提純鎵溶液在收集過程中，由于處于室溫下由液態(tài)變?yōu)楣虘B(tài)鎵；在經(jīng)過前兩步的處理之后，粗鎵中的雜質(zhì)已經(jīng)被大部分去除，剩余的雜質(zhì)元素的偏析系數(shù)小于1，因此在上述結(jié)晶過程中，雜質(zhì)元素在固相中的濃度將小于其在液相中的濃度，從而使得這些雜質(zhì)元素留在液態(tài)鎵中，進(jìn)而使得凝固結(jié)晶的高純鎵中雜質(zhì)濃度明顯下降。本發(fā)明的制備方法適用于目前的各級(jí)鎵成品，尤其當(dāng)粗鎵為2N～4N級(jí)鎵時(shí)，其提純的效果更為明顯。以下將結(jié)合實(shí)施例和對(duì)比例，進(jìn)一步說明本發(fā)明的有益效果。實(shí)施例1首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用濃度為4mol/L的鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制萃取溫度為50℃，超聲頻率為50KHz、功率為60W，萃取持續(xù)30分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為50℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以150g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為50g/L，控制電流密度200A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu的濃度低于2ppm，As的濃度低于20ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于40℃的恒溫箱中熔化，再移至置20℃恒溫箱中逐漸凝固，在50％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于10ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例2首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用濃度為1mol/L的鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為40℃，超聲頻率為40KHz、功率為60W，酸式萃取持續(xù)60分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于10ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為40℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以200g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為30g/L，控制電流密度150A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于20ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于60℃的恒溫箱中熔化，再移至置15℃恒溫箱中逐漸凝固，在90％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于5ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例3首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用濃度為5mol/L的鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為60℃，超聲頻率為20KHz、功率為70W，酸式萃取持續(xù)20分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為60℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以100g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為80g/L，控制電流密度250A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu的濃度低于2ppm，As的濃度低于20ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于35℃的恒溫箱中熔化，再移至置25℃恒溫箱中逐漸凝固，在30％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于8ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例4首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用濃度為4mol/L的硝酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為50℃，超聲頻率為30KHz、功率為80W，酸式萃取持續(xù)30分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為50℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以150g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為50g/L，控制電流密度200A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于20ppm，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于20ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于40℃的恒溫箱中熔化，再移至置20℃恒溫箱中逐漸凝固，在50％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于5ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例5首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為50℃，超聲頻率為20KHz、功率為90W，酸式萃取持續(xù)30分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為50℃，以鈀作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鈀作為陽極，以150g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為50g/L，控制電流密度200A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu的濃度低于2ppm，As的濃度低于40ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于40℃的恒溫箱中熔化，再移至置20℃恒溫箱中逐漸凝固，在50％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于5ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例6首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為50℃，超聲頻率為10KHz、功率為120W，酸式萃取持續(xù)30分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為50℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以150g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為50g/L，控制電流密度260A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu的濃度低于4ppm，As的濃度低于30ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于40℃的恒溫箱中熔化，再移至置20℃恒溫箱中逐漸凝固，在50％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于10ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例7首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用濃度為0.5mol/L的鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為50℃，超聲頻率為10KHz、功率為120W，酸式萃取持續(xù)30分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于20ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為50℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以150g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為50g/L，控制電流密度200A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于50ppm，，Cu的濃度低于10ppm，As的濃度低于20ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于40℃的恒溫箱中熔化，再移至置20℃恒溫箱中逐漸凝固，在50％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于10ppm，Cu未檢出，As的濃度低于5ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例8首先，將3N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用濃度為4mol/L的鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為50℃，超聲頻率為10KHz、功率為50W，酸式萃取持續(xù)30分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至4N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于100ppm，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于100ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為50℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以150g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為50g/L，控制電流密度200A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為5N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu的濃度低于2ppm，As的濃度低于10ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于40℃的恒溫箱中熔化，再移至置20℃恒溫箱中逐漸凝固，在50％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為7N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于5ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例9首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用濃度為4mol/L的鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為50℃，超聲頻率為50KHz、功率為60W，酸式萃取持續(xù)30分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于5ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為50℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以150g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為50g/L，控制電流密度200A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5～10％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于50ppm，Cu的濃度低于3ppm，As的濃度低于40ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于40℃的恒溫箱中熔化，再移至置20℃恒溫箱中逐漸凝固，在50％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于10ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。實(shí)施例10首先，將2N級(jí)別的粗鎵液放置于超聲震蕩器中的容器中，使用濃度為7mol/L的鹽酸對(duì)粗鎵液中的鎵進(jìn)行酸式萃取，用水浴控制酸式萃取溫度為35℃，超聲頻率為60KHz、功率為150W，酸式萃取持續(xù)30分鐘，得到鎵金屬液，對(duì)該鎵金屬液進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升至3N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于150ppm，Cu的濃度低于20ppm，As的濃度低于120ppm。然后，將上述步驟得到的鎵金屬液置于電解槽中進(jìn)行電解，反應(yīng)溫度通過水浴控制為50℃，以鉑作為陰極，以經(jīng)過插入液態(tài)金屬鎵池處理的鉑作為陽極，以150g/L的NaOH溶液作為電解液，且電解液中鎵含量為50g/L，控制電流密度200A/m2，同時(shí)在電解過程中不斷添加NaOH溶液以保持電解電壓的穩(wěn)定在正負(fù)偏差5％的范圍內(nèi)，收集陰極的鎵得到固態(tài)鎵，對(duì)固態(tài)鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)鎵的純度提升為4N級(jí)，F(xiàn)e的濃度低于20ppm，Cu的濃度低于2ppm，As的濃度低于20ppm。接著，將上述固態(tài)鎵在置于40℃的恒溫箱中熔化，再移至置20℃恒溫箱中逐漸凝固，在50％的液態(tài)鎵凝固時(shí)將其取出，得到高純鎵。對(duì)該高純鎵進(jìn)行輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)檢測(cè)，鎵的純度提升為6N級(jí)，F(xiàn)e未檢出，Cu未檢出，As的濃度低于10ppm，其它雜質(zhì)均未檢出。對(duì)比例1重復(fù)公開號(hào)為CN103031450A的中國(guó)專利申請(qǐng)中的實(shí)施例1，該實(shí)施例將3N級(jí)的粗鎵提純至4N～5N級(jí)。由實(shí)施例1至10和對(duì)比例的提純前后金屬鎵的純度對(duì)比可知，采用本發(fā)明的制備方法只需三步就可以將2N級(jí)的金屬鎵提純至6N級(jí)或者將3N級(jí)的金屬鎵提純至7N級(jí)，最終得到的金屬鎵均能達(dá)到高純鎵的要求；而對(duì)比例的提純僅能從3N級(jí)提純至4N～5N級(jí)，其提純效果明顯低于本發(fā)明。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。