镓是重要的稀散金属,在我国战略性新兴产业发展中应用广泛。镓多从冶金副产品中提取,含镓二次资源成为冶金综合利用的重要资源。采用真空技术处理含镓二次资源回收金属镓已成为当前研究热点之一。因此,开展从含镓二次资源中综合回收金属镓的相关基础理论研究尤为重要。金属镓在黄磷电尘灰等含镓二次资源中以氧化镓形式存在,而真空碳热还原过程由于其高温低压环境使得实验条件下实施温度在线监测十分困难。利用有限元分析方法计算氧化镓真空碳热还原温度场,为研究真空法处理含镓二次资源过程温度场变化机制提供理论指导。本文首先对氧化镓真空高温下碳热还原的可行性进行了热力学分析,计算结果表明:与常压相比,氧化镓在真空高温下与碳优先反应生成金属镓和CO,真空碳热还原具有明显的优越性,还原反应的ΔGT值随真空度增大（压强减小）或还原温度升高而降低,氧化镓的稳定性随之降低,还原反应更易进行。其次,通过建立真空炉、冷凝盘数值模型,对氧化镓真空碳热还原过程温度场进行有限元分析。模拟结果表明:还原过程辐射传输的热量使得还原区温度升高,坩埚中下部（装料区）温度迅速升高至2500K后开始趋于稳定,该区域升温迅速有利于还原反应快速发生,符合能源高效利用原则;冷凝区离坩埚口越近的位置由于辐射传输的热量更多导致升温速率更快,冷凝区加热曲线平缓,温度变化机制相对一致。冷凝过程冷凝盘内温度梯度从44K/cm降至24K/cm,最大温差从832K降至429K,冷凝槽内最高温度由928K降至763K,冷凝槽中心温度迅速降至625K并保持稳定。选择传热性能优良的坩埚并提高炉内隔热罩性能以及优化水冷系统结构,使两区域最高温差增大及冷凝槽中心保温温度降低,将有利于还原产物的冷凝富集。最后,在氧化镓真空碳热还原温度场数值模拟理论指导下,进行了氧化镓碳热还原的影响因素验证实验研究,实验结果表明:当体系真空度1～10 Pa,升温速率14K/min时,在还原温度1323K、保温时间150min、C/Ga2O3（摩尔比）为4的最佳实验条件下,冷凝物以均匀颗粒状富集在冷凝盖上,Ga2O3还原率为68.19%,还原产物冷凝收得率为59.37%,该条件下冷凝物物相为金属镓和少量歧化反应生成的氧化镓,金属镓在冷凝过程得到充分富集,与氧化镓良好分离,有利于金属镓的回收。验证实验结果为从黄磷电尘灰等含镓二次资源中真空碳热还原提取镓提供理论指导。