高纯硝酸镓的研制可行性研究报告.doc

南昌市科技计划项目可行性研究报告计划类别： 科研攻关类计划项目名称： 高纯硝酸镓的研制项目类别： 重大重点项目课题名称：申请单位： 江西财经大学 （盖章）项目（课题）负责人： 余泉茂起止年限： 2007年6月至2009年12月通讯地址、邮编：江西财经大学电子学院330013 联系电话、传真： 0791-3891364 报告编制单位： 南昌市科技局南昌市科技局制二○○六年六月编写说明一、本可行性研究报告格式适用于南昌市科技计划（软科学研究计划、国际科技合作与交流计划除外）项目开展可行性研究时使用，其主要依据是相应的南昌市科技计划项目申请书。二、本可行性研究报告是市科技局组织技术经济可行性论证的主要材料和科技计划项目立项的重要依据，各项内容应实事求是，逐项编写。三、本可行性研究报告附件材料中，涉及引进技术的项目，须附有技术引进协议和有关知识产权的文件。四、本可行性研究报告一式六份，一律用A4纸打印，于左侧装订成册。一、总论 （一）项目的主要内容及技术原理简述1.项目的主要内容本项目研究的是高纯硝酸镓的研制，研究内容和目标的核心工作以拟定出新的硝酸镓制备工艺方案和中试线为目标。在前人研究的基础上，根据我们自己已有的研究成果，制定出新的硝酸镓制备工艺和中试线，通过试验，进一步研究其化学转化和制备工艺个部分的参数，找出最佳的工艺方案和最佳的工艺参数，即利用氧化镓和硝酸为主要原料，利用中试线制备出各种纯度的硝酸镓，为医药、激光材料的制备、荧光材料的制备等高新技术领域提供各种纯度、性能要求的最主要的原材料。内容包括利用已有成果进行高纯硝酸镓的实验室制备、中试线的设计、调试和优化、样品的制备。本项目中高纯硝酸镓制备工艺的最主要特点是：大幅度缩短生产周期，提高产量，降低生产成本，同时减少水资源的消耗、减少和避免污染。研究内容如下：(1) 制定总的中试线工艺处理方案；(2) 优化中试线中原料(氧化镓)与硝酸反应各个参数；(3) 确定和优化中试线中硝酸镓水溶液的提纯、硝酸镓的提取工艺各参数；(4) 确定和选择中试线中最佳后续处理工艺和参数；(5) 通过对试制产品的检测和生产工艺的评估确定中试线中最佳工艺方案及参数。2. 技术原理简述技术依据主要包括：氧化镓及硝酸的化学特性，氧化镓与硝酸发生反应的物理化学知识，分析化学、矿物学等领域中的知识，特别是近年来国内外无机材料制备与合成的研究进展和发展趋势，新型合成与制备技术的发展，国家经济发展可持续性的要求。关键技术实现的依据主要包括：(1)氧化镓与硝酸的反应特性：氧化镓化学性质特别稳定，甚至比氧化铝稳定，因此，在一般条件下很难与硝酸反应，既使是过量的稀硝酸或浓硝酸在加热的条件下，氧化镓也很难溶解，溶解时间很长，导致批量生产时植被周期很长。本项目前期研究表明，在改变反应条件（温度、压力、pH值等）时，氧化镓与硝酸的反应速度大大加快，其主要反应机理为：
(2) 新型无机材料合成技术现代科技的发展和需求促进了新型无机材料合成技术的进步和发展，各种新的合成技术不断出现。本项目研制出热压反应法制备硝酸镓，使得生产周期大大缩短、生产效率大大提高。(3) 废水回收、环保、资源利用与经济发展可持续性环保是对现代企业发展的必然要求，资源节约是经济和社会可持续发展的重要内容。本项目通过合理科学的工艺设计对废水（含硝酸的水）进行回收并重复利用，既解决了环保问题，又充分利用了水资源。项目技术设计的依据主要来源于前人研究成果和研究组的专利成果，前人研究成果主要为：安家驹，陈之川译，日本化学会编. 《无机化合物合成手册》.化学工业出版社，1986. 课题组研究成果主要为：余泉茂（课题负责人）.硝酸镓的制备方法. 专利申请号：200610018594.4。（二）项目的目的和意义硝酸镓在新型医药、功能材料、催化等高技术领域中的需求量已越来越大，但由于制备硝酸镓的主要原料-氧化镓化学性能非常稳定，很难与硝酸发生反应，导致硝酸镓的制备十分困难，限制了硝酸镓的应用。目前国内大批量制备高纯硝酸镓的技术尚不很成熟，且生产周期长、成本提高，污染较大，而进口产品价格很昂贵。因此，高纯硝酸镓的制备方法，特别是大批量制备高纯硝酸镓的方法成为急需解决的问题，也是国家科技部、商务部一直鼓励外商投资的高新技术项目。设备简单易操作，成本低，无污染，在实际生产中满足环保要求，节约资源（水和能源），易批量生产的高纯硝酸镓制备技术一旦研究成功，可望代替进口产品填补国内空白。本项目通过研究并发明和设计出中试线。在特定的工艺条件下Ga2O3与硝酸快速反应，一方面降低了工业生产成本，提高了实验研究效率，另一方面研究获得在特定工艺条件下稳定氧化物与硝酸能以较快速度反应的