可“上天入地”的稀有矿种:铯


来源:中国粉体网   黑金

[导读]  铯是一种可“上天入地”的稀有矿种,运用领域广泛。

中国粉体网讯  铯,颇为传奇。它有黄金般的金属光泽,却比黄金还值钱,纯度高的1克能卖到1000多元,小小一管试剂量就价值连城;熔点只有28.4℃,室温稍微高点,就能使其熔化,遇水就炸的它一旦进入煤油就安静得像个“美男子”,拿出后暴躁的脾气立马就恢复了,不是燃烧就是爆炸。



来源:中矿资源


铯的性质


铯,元素符号为Cs,原子序数是55,原子量为132.90543;铯金属是一种软而轻、熔点很低的金属,纯净的金属铯呈金黄色;熔点28.4℃,沸点669.3℃;莫氏硬度只有0.2,是最软的金属;具有质软、易延展、优良光电特性、化学活泼性等特殊的物理和化学性质。


铯矿资源


铯的不稳定化学性质使其在自然界中并没有单质形态,而是以盐的形式,极少量地分布于陆地、海洋中,全球保有矿石量稀少。伟晶岩型铯矿是目前唯一的可经济开发利用的铯矿资源。铯具有独立矿物铯榴石,氧化铯的品位在5%~32%,是提取铯的主要原料。


根据美国地质调查局(USGS)的数据显示,2020年全球伟晶岩型铯矿产资源储量为21.71万吨。根据国信经济研究所的研究报告显示,全球可规模化开采的铯榴石资源主要集中的三大矿区为加拿大Tanco矿区、津巴布韦Bikita矿区和澳大利亚Sinclair矿区。


2020年全球铯资源储量(吨)


资料来源:美国地质调查局(USGS)


我国的铯矿资源虽然远景储量较大,铯矿资源量在全球排名靠前,但基础储量较少,且均属伴生矿产资源,矿石品质较差,开发成本较高。所以现在我国铯矿生产研发企业的铯矿石主要依赖于进口。


铯的应用


经过初步富集的铯资源利用酸法浸取(盐酸法、硫酸法、氢氧酸法、氯锡酸盐法等)、碱分解法(碳酸钠烧结法、氧化钙—氯化钙烧结法、氯化钙—氯化铵烧结法等)以及沉淀法等冶炼提纯,生产出各种铯的化合物(碘化铯、氟化铯、溴化铯、氯化铯、碳酸铯、硫酸铯、硝酸铯、甲酸铯、醋酸铯、铬酸铯)。铯的化合物在还原环境下利用电解法、真空热电解法、热分解法、沉淀法、离子交换法、溶剂萃取法、挥发法、膜法和相分离法等最终生产金属铯产品。




铯是一种可“上天入地”的稀有矿种,运用领域广泛。在传统领域中用途主要是原子钟、催化剂、化学试剂、电解质、摄像管、高压汞灯、闪烁计数器、分析化学、生物工程、医药、光学玻璃等,在新兴领域主要用于航空(离子推动发动机)、新能源(磁流体发电机)、导弹、宇宙飞船、热离子发电、太阳能电池、LED、激光器、光电探测器、玻璃陶瓷、DNA分离以及信息产业等。


铯(铷)产品运用领域一览表


来源:中矿资源


随着新能源、新材料、新一代信息技术等战略性新兴产业的快速崛起,铯日益受到世界各国的重视,已被美国列为关键矿种、日本列为战略性矿产、加拿大列为关键矿产。


现阶段,铯的应用主要集中在美国、日本等发达国家。而我国应用主要集中在传统工业领域,如催化剂,光电成像消费量逐年增加,在铯的高端应用领域与西方发达国家仍有很大差距。基于铯独有的特性,我国也加强了对铯应用的政策支持引导。未来,应进一步加强应用技术研发,提升铯资源应用发展的内在竞争力。


参考资料:

中矿资源集团股份有限公司2021年年度报告

张晓伟等.全球铯矿资源现状及其综合利用技术分析

刘艾瑛等.蝶变之路缘何“铯”彩纷呈——中矿资源集团股份有限公司董事长王平卫谈铯资源分布及开发利用

白智辉等.铯标准体系现状


(中国粉体网编辑整理/黑金)

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