可“上天入地”的稀有礦種:銫-沈陽(yáng)佳美機(jī)械-賈工18540392125
銫,頗為傳奇。它有黃金般的金屬光澤,卻比黃金還值錢(qián),純度高的1克能賣(mài)到1000多元,小小一管試劑量就價(jià)值連城;熔點(diǎn)只有28.4℃,室溫稍微高點(diǎn),就能使其熔化,遇水就炸的它一旦進(jìn)入煤油就安靜得像個(gè)“美男子”,拿出后暴躁的脾氣立馬就恢復(fù)了,不是燃燒就是爆炸。
銫的性質(zhì)
銫,元素符號(hào)為Cs,原子序數(shù)是55,原子量為132.90543;銫金屬是一種軟而輕、熔點(diǎn)很低的金屬,純凈的金屬銫呈金黃色;熔點(diǎn)28.4℃,沸點(diǎn)669.3℃;莫氏硬度只有0.2,是最軟的金屬;具有質(zhì)軟、易延展、優(yōu)良光電特性、化學(xué)活潑性等特殊的物理和化學(xué)性質(zhì)。
銫礦資源
銫的不穩(wěn)定化學(xué)性質(zhì)使其在自然界中并沒(méi)有單質(zhì)形態(tài),而是以鹽的形式,極少量地分布于陸地、海洋中,全球保有礦石量稀少。偉晶巖型銫礦是目前唯一的可經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)利用的銫礦資源。銫具有獨(dú)立礦物銫榴石,氧化銫的品位在5%~32%,是提取銫的主要原料。
根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局(USGS)的數(shù)據(jù)顯示,2020年全球偉晶巖型銫礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量為21.71萬(wàn)噸。根據(jù)國(guó)信經(jīng)濟(jì)研究所的研究報(bào)告顯示,全球可規(guī)?;_(kāi)采的銫榴石資源主要集中的三大礦區(qū)為加拿大Tanco礦區(qū)、津巴布韋Bikita礦區(qū)和澳大利亞Sinclair礦區(qū)。
我國(guó)的銫礦資源雖然遠(yuǎn)景儲(chǔ)量較大,銫礦資源量在全球排名靠前,但基礎(chǔ)儲(chǔ)量較少,且均屬伴生礦產(chǎn)資源,礦石品質(zhì)較差,開(kāi)發(fā)成本較高。所以現(xiàn)在我國(guó)銫礦生產(chǎn)研發(fā)企業(yè)的銫礦石主要依賴于進(jìn)口。
銫的應(yīng)用
經(jīng)過(guò)初步富集的銫資源利用酸法浸取(鹽酸法、硫酸法、氫氧酸法、氯錫酸鹽法等)、堿分解法(碳酸鈉燒結(jié)法、氧化鈣—氯化鈣燒結(jié)法、氯化鈣—氯化銨燒結(jié)法等)以及沉淀法等冶煉提純,生產(chǎn)出各種銫的化合物(碘化銫、氟化銫、溴化銫、氯化銫、碳酸銫、硫酸銫、硝酸銫、甲酸銫、醋酸銫、鉻酸銫)。銫的化合物在還原環(huán)境下利用電解法、真空熱電解法、熱分解法、沉淀法、離子交換法、溶劑萃取法、揮發(fā)法、膜法和相分離法等最終生產(chǎn)金屬銫產(chǎn)品。
銫是一種可“上天入地”的稀有礦種,運(yùn)用領(lǐng)域廣泛。在傳統(tǒng)領(lǐng)域中用途主要是原子鐘、催化劑、化學(xué)試劑、電解質(zhì)、攝像管、高壓汞燈、閃爍計(jì)數(shù)器、分析化學(xué)、生物工程、醫(yī)藥、光學(xué)玻璃等,在新興領(lǐng)域主要用于航空(離子推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī))、新能源(磁流體發(fā)電機(jī))、導(dǎo)彈、宇宙飛船、熱離子發(fā)電、太陽(yáng)能電池、LED、激光器、光電探測(cè)器、玻璃陶瓷、DNA分離以及信息產(chǎn)業(yè)等。
隨著新能源、新材料、新一代信息技術(shù)等戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的快速崛起,銫日益受到世界各國(guó)的重視,已被美國(guó)列為關(guān)鍵礦種、日本列為戰(zhàn)略性礦產(chǎn)、加拿大列為關(guān)鍵礦產(chǎn)。
現(xiàn)階段,銫的應(yīng)用主要集中在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家。而我國(guó)應(yīng)用主要集中在傳統(tǒng)工業(yè)領(lǐng)域,如催化劑,光電成像消費(fèi)量逐年增加,在銫的高端應(yīng)用領(lǐng)域與西方發(fā)達(dá)國(guó)家仍有很大差距。基于銫獨(dú)有的特性,我國(guó)也加強(qiáng)了對(duì)銫應(yīng)用的政策支持引導(dǎo)。未來(lái),應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)應(yīng)用技術(shù)研發(fā),提升銫資源應(yīng)用發(fā)展的內(nèi)在競(jìng)爭(zhēng)力。
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