Το γάλλιο (Gallium) είναι ένα χημικό στοιχείο με το σύμβολο Ga και ατομικό αριθμό 31.
Ανήκει στην ομάδα 13 του περιοδικού πίνακα και είναι μεταλλικό στοιχείο. Το γάλλιο δεν απαντάται στη φύση ως ελεύθερο στοιχείο, αλλά εξάγεται κυρίως ως παραπροϊόν από τη μεταλλουργική επεξεργασία ορυκτών, όπως ο βωξίτης, ο οποίος είναι πλούσιος σε αλουμίνιο. Μπορεί να υπερψυχθεί κάτω από το σημείο τήξης του χωρίς να στερεοποιηθεί, γεγονός που το κάνει να παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για φυσικούς. Ανακαλύφθηκε το 1875 από τον Γάλλο χημικό Paul-Émile Lecoq de Boisbaudran, ο οποίος το ονόμασε προς τιμήν της Γαλλίας (Gallia στα λατινικά). Είναι μη τοξικό και χρησιμοποιείται με ασφάλεια σε εφαρμογές όπου άλλα βαρέα μέταλλα είναι επικίνδυνα. Με το εμβληματικό έργο για την παραγωγή βωξίτη, αλουμίνας και Γάλλιο η Metlen σπάει το μονοπώλιο της Κίνας στη στρατηγικής σημασίας πρώτη ύλη και ιδίως μετά την απόφαση του Πεκίνου να περιορίσει τις εξαγωγές του.
Χρήσιμα Στοιχεία:
- Ατομική Μάζα: 69,723 amu.
- Ισοτοπική Σύνθεση: Τα φυσικά ισότοπα του γαλλίου είναι τα Ga-69 και Ga-71.
Φυσικές Ιδιότητες:
Κατάσταση: Το γάλλιο είναι μέταλλο, αλλά σε θερμοκρασία δωματίου είναι στερεό με αργιλώδη εμφάνιση. Έχει χαμηλό σημείο τήξης (29,76°C), οπότε μπορεί να λιώσει αν το κρατήσετε στο χέρι σας.
Χρώμα: Αργυρόλευκο με μεταλλική λάμψη.
Σημείο ζέσεως: Υψηλό (περίπου 2204°C), πολύ μεγαλύτερο από το σημείο τήξης του.
Πυκνότητα: 5,91 g/cm³ σε στερεά κατάσταση.
Μηχανικές ιδιότητες: Είναι μαλακό και εύκαμπτο σε στερεή μορφή.
Χημικές Ιδιότητες:
- Το γάλλιο αντιδρά με οξέα και βάσεις και σχηματίζει γάλλια (γάλλια οξείδια ή υδροξείδια).
- Δεν οξειδώνεται εύκολα στον αέρα και παραμένει σταθερό.
Παραγωγή και Εφαρμογές:
Παραγωγή: Το γάλλιο εξάγεται κυρίως ως παραπροϊόν από τη μεταλλουργία του αλουμινίου και του ψευδαργύρου.
Ημιαγωγοί: Χρησιμοποιείται εκτενώς σε ενώσεις όπως το γάλλιο-αρσενίδιο (GaAs) και το γάλλιο-νιτρίδιο (GaN), που είναι κρίσιμες για τη βιομηχανία ηλεκτρονικών, όπως στα LED, τις ηλιακές κυψέλες, και τα μικροκύματα.
Ιατρική: Το ραδιενεργό ισότοπο γαλλίου-67 χρησιμοποιείται στη διαγνωστική πυρηνικής ιατρικής.
Θερμόμετρα: Λόγω του χαμηλού σημείου τήξης και της μη τοξικότητάς του, χρησιμοποιείται σε θερμόμετρα αντί για υδράργυρο.
Το γάλλιο δεν βρίσκεται στη φύση ως ελεύθερο στοιχείο, αλλά παράγεται κυρίως ως παραπροϊόν από τη μεταλλουργική επεξεργασία ορυκτών, όπως το βωξίτη (για την παραγωγή αλουμινίου) και τα θειούχα ορυκτά του ψευδαργύρου.
Κύριες Περιοχές Παραγωγής:
Κίνα: Είναι ο μεγαλύτερος παραγωγός γαλλίου παγκοσμίως, καλύπτοντας σημαντικό ποσοστό της παγκόσμιας παραγωγής.
Ρωσία: Διαθέτει σημαντικές εγκαταστάσεις για την παραγωγή γαλλίου από τη μεταλλουργία του αλουμινίου.
Γερμανία: Παράγει γάλλιο υψηλής καθαρότητας, κυρίως για βιομηχανικές εφαρμογές, όπως στους ημιαγωγούς.
Ιαπωνία: Ένας από τους κορυφαίους παραγωγούς γαλλίου υψηλής τεχνολογίας, κυρίως για την ηλεκτρονική βιομηχανία.
Ηνωμένες Πολιτείες: Αν και δεν εξάγεται μεγάλες ποσότητες στις ΗΠΑ, υπάρχει ανακύκλωση γαλλίου από παλαιά ηλεκτρονικά εξαρτήματα.
Διαδικασία Παραγωγής:
- Από το βωξίτη: Το γάλλιο εξάγεται ως παραπροϊόν κατά την κατεργασία του βωξίτη στη διαδικασία Bayer για την παραγωγή αλουμινίου. Σε αυτή τη διαδικασία, το γάλλιο συσσωρεύεται στο διάλυμα υδροξειδίου του νατρίου και στη συνέχεια ανακτάται με ηλεκτρολυτική μέθοδο.
- Από θειούχα ορυκτά ψευδαργύρου: Κατά τη διαδικασία επεξεργασίας αυτών των ορυκτών για την παραγωγή ψευδαργύρου, το γάλλιο συχνά συλλέγεται από τα υγρά αποβλήτων (λιπάσματα ή υποπροϊόντα).
- Ανακύκλωση: Σημαντικές ποσότητες γαλλίου προέρχονται από την ανακύκλωση ηλεκτρονικών αποβλήτων, ιδίως LED και ηλιακών πάνελ.
Η παγκόσμια παραγωγή γαλλίου υπολογίζεται σε μερικές εκατοντάδες τόνους ανά έτος, αλλά η ζήτηση αυξάνεται λόγω της αυξανόμενης χρήσης του στις τεχνολογίες αιχμής.
πηγη https://www.flash.gr/
