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1、 铯铷:什么是铯和铷?
铯(Cs)是一种淡金色且质地极软的稀有轻金属,化学性质极度活泼。绝是地壳含量最低的碱金属(3x10-6),且在自然界中没有单质形态,大部分存在于艳榴石中,提取难度较高。绝是最为柔软的金属元素之一,延展性强,其莫氏硬度为所有元素中最低(0.2)。艳熔点低,在28.44°C时即会熔化是在室温或者接近室温条件下能呈现液态的五种金属元素之一。绝化学性质活泼,是已知元素中金属性最强的,在空气中极易被氧化,能与水剧烈反应生成氢气,并产生巨大能量至发生爆炸。铯在放射化学的研究中亦有重要地位,有34个放射性同位素。其中,铯137半衰期长(30.17年),辐射防护要求较低,可同时用作辐射源和y辐射源,是核裂变产物的关键放射性核素之一。此外,绝原子结构特殊且具有稳定性,其原子最外层的电子所围绕内层原子核旋转的转速极其精确。
铷(Rb)是一种银白色的稀有轻金属,物理与化学性质相似于艳,但相较艳更轻,开采难度更大。由于铷少有独立矿床存在,因此其主要作为锂、绝开采的副产品产出,导致其相较绝更为稀有。铷的密度为1.53g/cm3,低于铯(1.88g/cm3),这意味着相同体积下铷质量更轻。铷同样具有较高的反应性,在空气中迅速氧化,遇水则剧烈反应,但其活泼性略低于铯。
天然存在的铷元素由两种同位素组成:其中,85Rb(占比72%)是铷唯一的稳定同位素,87Rb(占比28%)具有微放射性,其半衰期长达490亿年,超过宇宙年龄的三倍。

2、铷铯产业链分析

受益于铷独特的物理、化学性质及原子结构,其下游应用广泛:石油钻探:甲酸艳是目前全球艳盐下游需求最大的产品,主要用作石油完井液,可有效提高产油率和钻井效率、减小摩擦系数、降低卡钻风险真空光电管:由于铯铷的优秀光电性能(“长眼睛的金属”),可用于实现光信号一电信号转换;原子钟:得益于其原子最外层电子转速的精确,铂蜘京子钟是世界上最精准的计时仪器,在4000万年中的走时误差不超过1s,广泛运用于导弹发射、卫星导航等领域离子推进器:钦的原子最外层电子极不稳定,容易被激发放射令其不带电的原子变为带正电的离子,在高压电场的作用下产生强大的动力。因此,装条含锁
离子推进发动机的宇宙飞船,其航程是常规燃料发动机的150倍左右;
磁流体发电机:使用铷磁流发电机的核电站,其总热效率可从29%~32%提高到55%~66%;
钙钛矿电池:太阳能薄膜电池中加入绝铷离子可以有效提高钙钛矿太阳能电池的电池效率、稳定性及材料性能;生物医疗:绝铷在工业检测、农业辐射育种、食物保藏、医疗灭菌、心肌扫描、肿瘤诊断等方面都有较高的应用价值
3、资源储量:全球铯铷储量分布集中度极高,可采矿区稀少
全球绝资源储量高度集中,加拿大Tanco矿山为全球在产的唯一以绝榴石为主矿石的矿山。绝主要以盐形式极少地分布在陆地和海洋中,常与锂、铷、铌、钼及稀土等共生或伴生。绝榴石是自全球富含绝榴石的伟晶岩带主要分布在加拿大地盾温尼伯-尼皮贡湖成矿区、津巴布韦克拉通、纳米比亚卡里比布成矿带、西澳大利亚皮尔巴拉成矿带等,智利和中国分布有含绝的卤水,德国、印度和中国分布有含艳的热泉。自然界中绝含量最高的矿物,氧化艳含量普遍在5%~32%,当前铯榴石矿是提取艳元素的主要原料。
根据USGS最新可查数据,2020年全球伟晶岩型绝矿储量约22万吨,集中分布在加拿大(12万吨,占比55%)、津巴布韦(6万吨,占比28%)、纳米比亚(3万吨,占比14%)和澳大利亚(0.71万吨,占比3%)四个国家。2024年USGS数据显示,全球艳矿产资源储量已不足20万吨,主要集中在澳大利亚、加拿大、纳米比亚。全球可规模化开采的艳榴石资源主要集中于三大矿区:加拿大坦科(Tanco)矿区、津巴布韦比基塔(Bikita)矿区,以及澳大利亚辛克莱(Sinclair)矿区。其中,中矿资源的Tanco矿山为全球在产的唯一以铯榴石为主矿石的矿山,也是世界上储量最大的榴石矿山,保有Cs20金属量5.3万吨,Cs20平均品位达5.91%。

4、中国铯矿资源稀缺,铷资源开发利用难度大
中国绝矿资源稀缺,开采经济可行性较低。中国艳矿资源分为五种类型:即碱性花岗伟晶岩中的榴石矿床、风化沉积型链银矿、碱性花岗岩型银短矿床中伴生艳矿、含艳锂卤水和含艳硅质岩。中国艳矿资源较少,据《2021年全国矿产资源储量统计表》数据,中国艳矿储量总计2.47万吨。其中,江西艳矿储量为2.39万吨(占比97%),河南铝矿储量0.08万吨(占比3%)。然而,中国艳矿品位较低、组成复杂,难以单独进行工业化开采。早期国内曾开发新疆可可托海矿区(艳警石中Cs20含量18%~25%),但自1999年可可托海3号坑关闭后,中国已无可供开采的独立艳榴石矿山。因此,目前中国绝矿石的开发利用只能通过锂云母提锂尾矿中的伴生铯矿完成,而现有的铯矿供应企业的原料来源则主要为国外进口的高品质铯榴石。
