1.本发明属于金属提纯领域，尤其涉及一种用于粗镓电解的装置及方法。
背景技术：
2.镓是一种低熔点高沸点的稀散金属，与氮、氧、砷等元素组成的化合物具有优异的半导体特性，在太阳能电池、led、无线通讯等领域应用广泛。近年来随着新能源和5g通讯技术的发展，对于镓的需求日益增长，同时对于镓纯度的要求也越来越高。
3.目前，制备高纯镓的方法主要包括电解精炼法、区域熔炼法、结晶法等。其中，区域熔炼法生产规模较小且能耗高、产量低，结晶法成本高且操作难度大，而电解精炼对设备要求低、操作简单易实现工业化生产。
4.镓的电解精炼主要在碱性条件下进行，以naoh和nagao2溶液作为电解液，粗镓作为阳极，铂片或铂棒作为阴极，电解过程中阳极的液态粗镓溶解，电解液中的gao2?
离子经过迁移到达阴极放电析出，利用镓和各杂质元素析出电位的差异进行分离提纯。
5.经发明人研究分析发现，镓电解精炼存在的主要问题是：
①
阴极电流效率低，析氢副反应严重。阴极材料常采用铂片或铂板，而铂对于h2具有较大的催化活性，氢在铂表面的析出电位较gao2?/ga高，不锈钢材质同样具有较低的析氢过电位，因此电解过程阴极常伴随着较强的析氢反应，破坏了电解平衡，甚至抑制ga在阴极的析出，造成镓电解效率较低。
②
生产周期、产量以及产品纯度难以均衡。在大电流密度下电解周期短、产量高，但易引起cu、pb等杂质的大量析出造成产品纯度不高。如果为提升镓产品纯度采用低电流密度电解，又会使电解周期长、产量低；
③
阳极易钝化。当溶液中naoh和gao2?浓度过高时会引起阳极钝化。基于上述问题，有必要研究开发一种粗镓的电解精炼装置及方法。
技术实现要素：
6.本发明所要解决的技术问题是克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种能保证产品纯度的同时能够增产提效的粗镓的电解精炼装置及电解精炼方法。为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
7.一种粗镓的电解精炼装置，包括电解槽，所述电解槽内设有用于容置粗镓阳极的阳极区和用于容置高纯镓阴极的阴极区，所述阳极区和阴极区相互独立，所述阴极区为螺旋阶梯式流道结构，所述螺旋阶梯式流道结构的流道两侧及底部封闭，顶部设有与电解液接触的开口。上述螺旋阶梯式流道结构如螺旋楼梯状，竖直方向设置，流道的上部开口用于与电解液接触。
8.上述电解精炼装置中，优选的，所述螺旋阶梯式流
声明：
“粗镓的电解精炼装置及电解精炼方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色网
来源：中南大学
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2025年06月20日 ~ 22日 
