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1 镓的发现和性质
1.1 镓的发现过程
早在1871年，俄国化学家门捷列夫根据自己建立的元素周期表预言，在锌之后，应该存在一种与其上方铝元素化学性质类似，原子核外电子排布近似的“类铝”元素 (图1)。这种类铝元素的相对原子质量约为68，密度为5.9g/cm3。
标题为：“基于原子量和化学相似性的元素系统洞察”；红框预测元素为镓
(图源：Wikimedia Commons)
1875年法国化学家Boisbaudan通过对闪锌矿中原子光谱特性的研究，发现其中存在一种现有元素所不对应的射线特征，为了纪念他的祖国，将具有该未知光谱特征的元素命名为gallium (Gallia高卢，拉丁语中对法国的称呼)。最终通过分离闪锌矿中的物质证明了镓的存在，并于当年从KOH溶液中电解得到了镓的游离金属[1](视频1)。同时，在各种化学元素的发现过程中，镓是第一个通过元素周期律预言存在，后被发现证实的元素，充分证实了元素周期律的科学性。
1.2 镓的物理和化学性质
镓在元素周期表中位于第四周期第Ⅳ主族，原子序数31，相对原子质量69.723，属硼族元素，元素符号为Ga，核外电子构型为1s22s2p63s2p6d104s2p1，原子半径1.81 Å (图2)。镓存在14种同位素，在自然界中仅有69Ga与71Ga可以稳定存在。镓有三种氧化态，分别为+1，+2和+3价，其中+3价最为稳定。在化学性质上与相邻的铝、锌元素类似，与酸碱皆能发生反应，表现为两性金属[1-4]。
[2,5]
镓是液态温度范围最广的金属，单质镓熔点极低，为29.78℃，然而其沸点却高达2204.8℃。由于其极低的熔点，镓能以液态形式扩散到其他金属的晶格中，达到腐蚀其他金属的效果，与其反应生成合金[3](视频2)。镓在室温下具有有效的零蒸汽压，再加上其低毒和抗菌特性，使其能够进行安全处理，成为一种环保材料[6]。另外，镓还是一种极易过冷的金属，即指其在温度冷却到凝固点却不转变为固体。液态镓为银白色，密度6.0947g/cm3；固态镓由于表面被氧化，呈现蓝白色，密度5.937g/cm3，质地较软 (图3)。因而镓由固态转变为液态时，体积会膨胀3.1%，不能用金属或是玻璃容器保存，因而通常存放于塑料容器之中。镓在固相状态下有延展性，在干燥空气中相当稳定，表面会形成氧化物，表现出钝化现象；在潮湿空气中与水略有反应，表面会失去光泽。
(图源Techno-Science.net)
1.3 镓的独立矿物
镓在自然界中多以类质同象或吸附形式存在，极少数以独立矿物形式富集，现在仅发现了10种镓独立矿物，均发现于非洲，且大多发现于纳米比亚的Tsumeb矿床 (表1)。
表1 镓的独立矿物及主要富镓矿物
1.4 镓同位素
镓在自然界中有两种稳定同位素，69Ga和71Ga，丰度分别为60.4%和39.6%；另有12种同位素在自然界不能稳定存在，相对原子质量从63到76[3]。目前对于Ga的稳定同位素测试，主要利用双柱树脂法从生物或者地质样品中的分离提纯Ga，再利用多接收电感耦合等离子质谱仪MC-ICP-MS对71Ga和69Ga同位素及其比值进行测定，结果通常用δ71Ga表示。目前，Ga 同位素没有统一的同位素标准，主要使用的有 NBS 984、NIST SRM 994 和 Ga IPGP。
δ71Ga=[(71Ga/69Ga)sample/(71Ga/69Ga)standard-1]×1000
前人对月球、陨石和整体硅酸盐地球Bulk Silicate Earth (BSE) 的镓同位素组成进行了一系列研究，如图4所示，相比月球和陨石，BSE在岩浆演化过程中没有发现较明显的镓同位素质量分馏，BSE的镓同位素组成被定义为1.38±0.06 (NIST SRM 3119a) [15]。
Ga同位素组成目前主要应用于镓的来源指示[4]，探索星体壳幔分异过程和古气候、地球表层风化演化。镓的放射性同位素，主要应用于医疗领域：如67Ga由于衰变过程释放的γ射线，被用于淋巴瘤的分期诊断；66Ga与68Ga可作为叶酸受体靶向剂的组成部分，其衰变过程中会释放正电子，结合正电子发射断层扫描肿瘤成像，可实现癌症检测和癌症细胞转移的PET成像描绘[16-20]。
[15,21-24]
(BSE: 整体硅酸盐地球Bulk Silicate Earth)
(IPGP: 巴黎地球物理研究所 the Institut de Physique du Globe de Paris)
2 镓的资源分布
2.1 元素分布
在宇宙中，镓是一种中等亲铁元素，通常被划分为金属相[25]。早在1960年，Goldberg. L等人[26]就对太阳大气中的镓含量进行了估计。
镓是很重要的稀散金属之一，但其丰度并不低[1,27]，在地壳中，镓的丰度为15μg/g[2]，在所有元素中排第十六位[28]，这比铅、银、锑、钼、铋等元素更为丰富，然而，镓元素在地壳中几乎没有富集的趋势[3]。在地幔中，镓的丰度约为4μg/g[29]。
球粒陨石镓平均含量约为5~10μg/g[15]。在各类陨石中，镓的含量与其亲石性相关，碳质球粒陨石的镓含量 (CI: 10μg/g, CV: 6μg/g[30]) 明显高于铁陨石 (1.7~2.5μg/g [31])。
镓的含量变化主要受其物理化学性质的控制。由于镓含量会随岩浆演化程度变化，因此，Ga/Al比值可作为划分岩浆演化阶段的化学指示剂[32]。在火成岩中，镓含量在中酸性岩中相对较高。在沉积岩中，镓含量较岩浆岩低，硅质岩镓含量 (9μg/g) 仅达岩浆岩中镓含量的一般，碳酸盐岩中镓含量仅为0.06μg/g，粘土中镓含量相对较高，可达22.4μg/g。
在食物链中，镓的含量并不算高。Yamamoto 等(1976)对海藻中镓的研究发现，其镓含量约为0.02~0.64μg/g，平均为 0.14μg/g[33]。水生生物镓含量多低于1μg/g，且Culkin 和 Riley (1958) 研究发现其内脏及消化器官中的镓元素含量明显高于其他器官[34]。
表2 不同地质体中镓含量
2.2 储量
全球镓远景储量超过100万吨，但目前全球镓的金属储量只有约27.93万吨，其中中国镓金属储量有19万吨，约占68%，居世界首位，美国储量0.45万吨、南美洲1.14万吨、非洲5.39万吨和欧洲1.95万吨[44] (图5)。镓是分散元素，通常并不能形成独立的矿床，主要以伴生形式存在与于铝土矿、铅锌矿和煤矿中 (图6)。据不完全统计，全球50%以上的镓来自铝土矿，另有不超过40%的镓来自于闪锌矿，其余不足10%[2,27]。
(注：中国主要富镓矿床见图8)
我国镓储量居世界首位，资源丰富[44]。2023年7月我国自然资源部发布的《2022年全国矿产资源储量统计表》(表3) 显示，全国镓资源储量为28865.64吨，较2021年上涨16.5%，较2020年 (20672.30吨) 上涨39.6%。镓主要分布在广西 (11974.80吨)、江西 (6808.71吨)、贵州 (5074.07吨)、山西 (3050.07吨)、新疆 (1045.55吨)(图7)。从富集类型上看，富镓铝土矿矿床主要分布于广西、河南、贵州和山西等省 (自治区)，自然资源局资料 (2022) 表明四省 (自治区) 已发现的铝土矿占全国铝土矿资源的91.46%；富镓煤矿矿床主要位于山西、内蒙古、新疆、陕西、贵州等省(自治区)，自然资源局资料 (2022) 表明六省 (自治区) 已发现的煤矿占全国煤矿资源的80.4%，其余地区仅见煤系镓异常点零星分布，其中代世峰等于2006年在内蒙古准格尔煤田发现了我国唯一一个与煤伴生的超大型镓矿床；伴生镓的锌矿矿床主要分布于贵州、云南、四川、湖南、广东和江西等省份(图8)[27,45-47]。我国镓储量丰富，富集类型多样，加以高效综合利用可加速经济发展。
表3 中国各省镓矿储量
2.3 主要伴生镓矿床类型
镓是分散元素，通常并不能形成独立的矿床，主要以伴生形式存在。富镓铝土矿床与富镓铅锌多金属硫化物矿床为最重要的富镓矿床；煤矿床、钒钛磁铁矿床和黄铁矿型铜矿床也是镓的重要来源；另外，少量伟晶岩矿床、沉积铁矿床和明矾石矿床也不同程度富集镓[48]。在我国，具有工业意义的镓伴生矿床主要有铝土矿床、铅锌矿床和煤矿床。
2.3.1 铝土矿
铝土矿是一种风化残余矿床，在气候湿润、温暖的热带和亚热带地区由原岩风化形成，是镓的主要来源之一，其镓含量在20~80μg/g，平均约为59μg/g [49]，目前90%以上的原生镓都是在氧化铝的生产过程中被提取[47]。铝和镓相似的地球化学性质使镓更易富集在铝硅酸盐矿物中，而且铝和镓的迁移能力都偏弱，在风化过程中，随着碱性和碱土元素的快速流失，镓和铝元素逐步富集在铝土矿中[5,50]。对于镓在铝土矿中的赋存状态，相关的研究较多，但仍存在诸多争议。由于镓在自然界中通常以+3价的形式存在，与铝离子的结构类似，因此在铝土矿中镓元素主要以类质同象的形式替代粘土矿物和铝矿物（三水铝石、硬水铝石、勃姆石）中的铝，但也不排除有镓独立矿物的存在[49]。在大多数类型的岩石中，铝镓比值 (Al/Ga) 相对恒定，因此其可作为镓富集程度的一个指标，比值越低，镓富集越高[51]。
铝土矿的类型主要为岩溶型和红土型两种，岩溶型铝土矿中Ga含量在20μg/g至80μg/g之间，红土型铝土矿的Ga含量在40μg/g至80μg/g之间。在红土型铝土矿中，镓更可能以吸附形式存在；而在岩溶型铝土矿中，镓可能以GaO(OH)的形式存在于一水硬铝石和勃姆石中。但是总的来说，岩溶型和红土型两种类型的铝土矿在平均的镓含量上面没有明显的差异[49]。
根据美国地质调查局 (2024) 统计，全球铝土矿的资源量在550亿吨到750亿吨之间，其含镓量估计超过100万吨，现已进行综合利用。全球铝土矿主要分布在非洲 (32%)、大洋洲 (23%)、南美和加勒比 (21%)、亚洲 (18%)和其他地区 (6%)，位于北纬30°到南纬30°之间，以红土型为主，如几内亚、澳大利亚、巴西和印度等赤道地区的国家 (表4)。几内亚作为全球铝土矿储量排名第一的国家，储量达到74×108吨，占世界储量的24.7%，相比于2009年占比 (27.3%)有所下降；越南、澳大利亚、巴西和牙买加储量排名第四到第五位，储量分别为58×108吨、35×108吨、27×108吨和20×108吨，分别占比19.3%、11.7%、9%和6.7%[52]。中国铝土矿以岩溶型为主，储量仅有7.1×108吨，与铝土矿资源大国相对比，不仅储量差距大，类型也并不丰富[53]。为了储备镓资源，我国主要依靠进口铝土矿来生产初级镓，因此，我国的镓产量会受到铝土矿的供需价格波动影响。
表4 世界铝土矿产量 (2022) 和储量
注：*包括美国产量；e本文根据[49]估算
2.3.2 铅锌矿床
在闪锌矿中，Ga含量可达0.01%~0.02%[11]，，因此铅锌矿床中含有可观的镓资源量。然而，由于技术限制，现在铅锌矿中仅有少量的镓可回收。闪锌矿中，ZnS和GaS属同种晶型，镓含量可能与温度有着密切的关系，低温闪锌矿中Ga含量为100μg/g~1000μg/g，高温样品中Ga含量低于10μg/g。在铅锌矿床中，镓也可富集于黄铁矿中，镓可以置换黄铁矿中的铁元素[54]。另外，从锌的硫化物矿石的副产品中回收镓，也是工业用镓的主要来源之一[1,3,55]。
研究人员通过对大量铅锌矿矿床中闪锌矿Ga元素含量的分析，发现在密西西比河谷型Mississippi Valley-type (MVT) 铅锌矿中闪锌矿的Ga含量最高为42μg/g，MVT型铅锌矿床在秘鲁、美国、加拿大、爱尔兰、澳大利亚和中国都有分布；火山块状硫化物Volcanic-hosted massive sulphide (VHMS) 型铅锌矿床中闪锌矿Ga含量为19μg/g，VHMS型铅锌矿床主要位于澳大利亚、中国、哈萨克斯坦、土耳其、加拿大和美国；脉型Vein-type (VEIN) 、沉积块状硫化物型 (Sediment-hosted massive sulphid) SHMS和高温热液交代型High-temperature Hydrothermal replacement (HTHR) 三种类型铅锌矿中Ga含量相对较低，为14μg/g、11μg/g和3.1μg/g(表5)。虽然MVT型和VHMS型铅锌矿床分别只占据世界铅锌矿床总资源储量的13%和14%，但由于其较高的Ga元素含量，因此这两类矿床中Ga资源量仍然不容小觑[48,56,57]。
表5 不同类型铅锌矿中闪锌矿Ga平均含量 (据文献[56])
全球锌矿查明储量为19亿吨，主要分布于澳大利亚、中国、俄罗斯和秘鲁等国家[52]。虽然锌矿储量巨大，但对于其中的Ga元素的提取利用进展缓慢。加拿大、日本、斯洛伐克和美国等早已从锌废料中回收利用镓，现在中国也已着手从炼锌副产物中回收镓。
2.3.3 煤矿床
镓在煤矿中也常见富集，总资源量达1000万吨，但到目前为止，由于技术限制，并没有进行规模化开采利用。近年来，数个超大煤型镓矿床于内蒙古和山西被发现[46,58]，且明确了镓在煤矿中的工业品位为50μg/g[59]。镓在煤矿中既可富集于有机质中，又可富集于无机质。与铝土矿中镓的赋存状态类似，镓在勃姆石、高岭石等煤中的含铝矿物中主要以类质同象形式存在[60]，同时伊利石、绢云母、方铅矿、铅锌矿、闪锌矿、明矾石、长石均可能是Ga的赋存载体[61]；在有机质中，镓受凝胶化作用控制，主要以镜质组组分形式存在[61]。Qin等[62]和Long等[63]对于煤矿中镓的赋存状态和富集的原因进行了系统性的总结(表6)，无机质形式赋存的Ga元素含量更高，且多为陆源；有机质中的Ga元素多以化合物形式存在；混合型煤中Ga元素的来源较复杂。
煤中的镓元素主要从其燃烧过程产生的粉煤灰中提取，然而由于煤燃烧时对环境并不能做到无害化处理，并且其本身含量并不高，同时提取的成本太大，导致现在仅有中国对煤中的镓元素进行工业化试提取利用[64,65]；煤中的镓是有力的后备资源。对于煤中镓的综合利用需要随着对其在煤中的赋存方式的研究才可以进一步实现。
表6 煤中Ga的主要载体及成因 (据文献[62,63])
3 镓的应用与意义
镓最初被发现时，由于镓的钝化现象，并未对其进行系统的应用研究。镓与环境之间极易反应，进而形成1-5nm厚的天然氧化物，影响Ga的表面化学、润湿和流变性[6]，也让人们未能意识到镓的重要性。随着现代科技的高速发展，镓在信息技术等高科技领域的应用逐渐使其成为一种重要的材料，其供需关系日渐严峻。现在Ga主要在半导体材料、催化剂、核反应堆 (热载体)、医学领域和高温温度计等方面被广泛应用 (表7)。
表7 镓主要应用领域
3.1 半导体领域
镓本身并不是半导体，但由于其可与砷、氮、硒、碲、磷、锑等金属和非金属形成的一系列镓基化合物，这些化合物均为优质半导体材料，可以被用于集成电路、探测器、光电材料和大型电子器件的制造。镓在半导体领域的消耗占总量的80%以上[66] (图10)，这主要得益于其高电子迁移率、耐低温、高输出功率等优点。
半导体的发展历史，也伴随着镓的到来而更新换代。第二代半导体材料，砷化镓 (GaAs) 便是其中的代表，其同时具有高频、高效、耐极端气温的优点，被广泛应用于半导体发光二极管 (图11)、可见光和近红外波段的激光发射器以及太阳能电池等领域；同时在雷达、卫星通信等领域也占有极大比重。第三代半导体材料中，镓的应用代表是氮化镓 (GaN)，由于其稳定性好、硬度高和熔点高的特性，目前是全球优质半导体材料之一。氮化镓在生活中随处可见，如手机充电器的生产材料中便有氮化镓，这种充电器拥有高功率、小体积、不易发热等优势，轻松实现快速充电 (图12、13)。然而，氮化镓的最大市场依然是雷达和电子作战。
(图源：小米官网)
(图源：中国电科46所)
第四代半导体材料氧化镓 (Ga2O3) 相对于前两代镓半导体拥有更宽的禁带和发光性，被广泛应用于薄膜外延、高亮度紫外LED等器件的制造，是国际上超宽禁带半导体领域的研究热点。
3.2 光伏发电领域
铜铟镓硒Cu(In, Ga)Se2 (CIGS)合金被用于薄膜太阳能电池，效率高且稳定，在这种镓铟合金中约有30%Ga的化合物[67]。主要原理是铜铟镓硒 (CIGS) 合金中的In被Ga替代，使其中的禁带宽度得以调节，提高了光电转化效率。铜铟镓硒薄膜太阳能电池在光伏发电领域明显优于以硅基、非晶硅为主体材料的太阳能电池，而近年来技术发展，成本降低，该行业的镓需求量也会随之提升，发展潜力巨大。
3.3 医学领域
在对恶性肿瘤的诊断治疗过程中，以放射性68Ga为核心的 [68Ga]Ga-DOTA-FAPI-04 PET/CT在对各种类型肿瘤患者的原发及转移病灶的成像过程中，对肿瘤有非常高的描绘能力，能很好显示原发肿瘤和转移性病变[68]。其诊断效果优于 [18F]FDG PET/CT，尤其是对肝转移、腹膜癌、脑肿瘤的诊断效果更佳，检出率更优[20,69]。Giesel. F L等 (2019) 在9天内对6种不同肿瘤进行显像比较，表明相比依赖葡萄糖作用机理的[18F]FDG，选择性靶向FAP阳性的组织的68Ga-FAPIs显像效果更好，检出率更高 (图14)[70]。
18F-FDG PET和68Ga FAPI PET显像比较[70]
镓是继铂族元素以外的第二种能有效治疗癌症的元素。镓盐，如硝酸镓和氯化镓对疾病治疗有良好的应用前景。有研究表明，硝酸镓 (Ga(NO3)3) 用于治疗临床肿瘤相关的高血钙症[20]和大骨节病等骨病[71]，治疗作用优异；另外镓也能使癌细胞对铁的吸收减少，进而杀死癌细胞。
3.4 其他领域
由于镓熔点低，是一种独特的液态金属，无毒不易挥发，镓铟、镓锡液态金属可替代水银制成安全无毒的体温计；由于镓铟液态金属极好的导电性和稳定性，使其成为神经系统治疗与研究的材料保障；同时，低熔点使Ga合金可用于自动灭火装置。单质镓具有较高的沸点，使其成为高温温度计的选材之一；另外，镓对中子有较强的吸收能力，也让其作为热载体应用于核反应堆中。镓元素可以改善传感器的灵敏程度，由于Ga-O的共价键长 (1.92 Å) 与Zn-O的共价键长 (1.97 Å) 接近，可以以掺杂剂形式替代ZnO中的Zn元素，改进ZnO纳米结构的紫外传感性能[72]，使其表现出优秀的响应性。镓可以聚集在某些固体金属元素的边界，如铝，导致活动性的显著退化[6]，铝活动性退化之后的形成镓铝合金为氢能源的制备过程和储存运输，提高了安全性、环保性和经济性。
4 镓的供需格局
对于镓的定位上，美国、日本、欧盟均早已将其列为关键金属，并在其进出口问题上采取了相应的措施。同样，在2011年，财政部办公厅、原国土资源部办公厅联合发布了《2011年矿产资源节约与综合利用专项资金申报指南的通知》明确，“以奖代补”奖励资金重点支持油气、有色金属、三稀 (稀有、稀土、稀散) 等矿产。从2019开始，中国开始对出口镓征收更高的关税。更是在2023年7月3日，中国商务部、海关总署才发布的《关于对镓、锗相关物项实施出口管制的公告》对镓、锗相关物项实施出口管制。并且在同年7月17日~18日，全国生态环境保护大会上，自然资源部矿业权管理司司长邓国平认为应当支持镓、锗、高纯石英等新材料相关矿产资源的开发。
虽然全球镓资源相对丰富，但镓的价格却依然高达510美元/千克 (2022年6月纯度为99.99%的镓的价格)，相比同年一月份380美元/千克的价格上涨了34%。主要原因是Ga通过提取氧化铝中的杂质氧化镓来生产，而我国进口镓含量较低的铝土矿，增加了镓的提取成本。对于锌矿中镓元素的利用，主要从炼锌副产物中回收镓，如我国凡口铅锌矿早在上世纪末就开始对闪锌矿中的镓进行提取回收利用，虽然凡口铅锌矿镓产量巨大[73]，但对于世界镓产量而言，从闪锌矿中提取占比依旧较低。由于疫情原因镓的需求量降低，我国放缓或者暂停了对镓的提取进程；但近年，由于5G技术的应用以及电动汽车的大量生产使得镓供不应求，出现了镓价格的大幅上涨现象。直到2022年10月，镓的价格才受供需关系的影响下降到340美元/千克 (镓纯度99.99%)。据Fastmarkets报道，自2023年8月，由于我国出口管制，短时间内国际镓价猛涨，资本市场上镓金属价格也跟着大幅度上涨 (图15)。
(资料来源Fastmarkets)
(*:表示预测产量；数据来源USGS，中商产业研究院整理)
由于我国镓产量在全球占据主导地位 (图16)，德国、匈牙利和哈萨克斯坦分别于2016年、2015年和2013年停止了初级生产。然而，由于镓价格上涨，德国宣布最终将重启原镓生产。据美国地质调查局 (2024) 统计，2023年的高纯度精制镓产量约为32万公斤，比2022年的31万公斤增加了3%。加拿大、中国、日本、斯洛伐克和美国是已知的高纯度精制镓的主要生产国。英国于2018年停止了高纯度精制镓的生产。世界高纯度精制镓的生产能力估计为每年34万公斤，次级高纯度镓的生产能力估计为每年28万公斤[52]。
[74]
镓在战略新兴行业 (材料、能源、信息技术、高端装备制造) 中消费占比为72%，在传统行业中占比仅28%[74]。随着战略新兴行业紧要且高速的发展，镓的消费需求也会随之增长 (图17)。中国虽然是世界上镓储量最丰富的国家，存在产量过剩的情况，并且镓是三稀金属中唯一净出口（88%）的金属，但是考虑到镓的应用领域广泛且作用关键，仍需进口铝土矿，高度重视其战略性的必要储备。
5 镓的研究方向及展望
5.1 镓的研究方向
随着全球镓需求量的激增，对于镓找矿方法的改进、提取利用技术的优化和富镓废料中镓的回收利用迫在眉睫。
5.1.1 镓找矿方法的改进
近年来，随着检测技术的发展，新的富镓矿床被陆续发现。比如，喜马拉雅造山带变质改造型沉积岩中发现了镓的富集[75]；另据自然资源部报道，在滇南地区也新发现一个10818吨镓的特大型稀土金属风化壳矿床。虽然镓矿床发现不少，但是达到可开采标准的矿床实属不多。因此，对于镓的富集机制与成矿机理仍需要进行更加深入的研究，需要探寻新的找矿方法进行镓资源的寻找。
5.1.2 镓提取利用技术的优化
现在工业上主要利用拜耳法从铝土矿中提取铝的同时，利用溶剂萃取法、离子交换法、生物冶金法等方式从生产铝的副矿物中提取镓。溶液萃取法技术成熟、绿色无污染、投入不大，但其浸出率不高；离子交换法工艺简单、浸出率高，但成本高，废水不易处理；生物冶金法并未进行大规模应用，主要受限于其浸出率低、周期长等因素。对于锌矿和煤矿中的镓元素的提取并未大范围开展。从提取锌矿的废渣中提取镓的过程中产生的废渣和废水难以处理是主要问题，使其不能规模化开展，需要对技术进行优化才能进行镓的回收利用。煤矿中的镓虽然储量巨大，但其含量较低，难以处理，需要进行繁琐的过程才能得到纯度更高的镓。铝土矿资源的逐步减少和镓需求量的提升使得对更加绿色环保、简单高效的提取工艺的研究也迫在眉睫。
5.1.3 富镓废料中镓的回收利用
含镓工业产品中镓元素的回收利用也是镓的一个重要来源。由于镓从矿物中回收的难度大，含量低，对镓进行回收利用能够避免材料损失和可持续发展。循环经济能够通过重复使用延长产品的使用时间，城市采矿这一概念便是以循环经济为基础所构建的[76]。报废的电子电气设备是城市采矿的主体部分，对其中的半导体元件、太阳能电池板 (铜铟镓硒合金) 等材料中的镓进行回收利用不仅能实现镓循环利用，还能减少新资源的开发，降低材料应用成本等。现在主要是通过压力酸浸、溶液萃取和生物浸出等方法进行回收，回收率均有限，需要找出新方法或改进旧方法来提高回收率，使该过程更加的环保经济。
5.2 展望
我国储量占比巨大的镓是极为重要的战略矿产资源，需要对其进行必要的储备，应优先进行进口镓的提取和利用，对加工后的镓进行出口，从中获取价值。此外，镓的多种特性决定了其应用领域的广泛性和在半导体等多领域的主导性地位，加强对镓物理化学性质的研究，对镓在矿产、环境和材料等多领域的发展有促进作用。
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