空间时代金属—铷和铯
铯的性质及分析方法综述
铯的性质及分析方法综述一、铯的基本性质
表1：铯的基本性质
二、铯的试样分解方法
表2：铯的试样分解方法比较
目前，常用的铯试样分解方法是和酸溶法。
碳酸钙-氯化铵烧结法
表3：铯的分离、富集方法比较
目前在在铯试样的分离富集中常用的是纸色谱法和离子交换法。
三、铯的测定方法及干扰
表5：铯的测定方法比较
目前在铯试样的分析方法中，常用的是等离子体质谱法和原子吸收光谱法。
五、应用
目前，开展了矿物中铯的检测，进行了酸溶分解方法比对和仪器比对试验：
1.固体样品中铯的测定：前期试验中采用盐酸、硝酸、氢氟酸、高氯酸两次溶矿结果偏低，采用氢氟酸、硫酸溶矿结果较好，流程短。
5300DV测定，85
2.1nm为仪器推荐波长，分析结果系统偏高；610.362nm部分国家标准物质结果偏低。
依据《锂矿石、铷矿石、铯矿石化学分析方法第3部分铯量测定GB/T17413.3-2010》，硫酸-硝酸分解，原子吸收测定，检测矿石中铯，外检合格。
2.液体样品中铯的测定：未有送检样品，建议样品酸化后，采用原子吸收测定。
如基体复杂，可开展加标回收等试验。
参考资料书籍：
1.岩石矿物分析第四版第三分册，P291-302。
铷铯资源需求展望
进口
部分国家依赖进口铷铯资 源，以满足国内需求。
回收利用
通过回收旧电池、线路板 等含铷铯的废弃物，提取 其中的铷铯元素。
铷铯资源供应的变化趋势
01 产量增长
随着全球对新能源、新材料等领域的投资增加， 铷铯资源的开采和生产将进一步扩大，产量将逐 步增长。
02 回收利用提升
随着环保意识的提高和资源的日益枯竭，回收利 用含铷铯的废弃物将越来越受到重视，回收利用 的比例将逐步提高。
需求量增加
随着科技的不断进步和产业结构的升级，铷铯资源的需求量呈逐年增加的趋势。特别是在新能源、智能制造等新兴产业的发展中，铷铯资源的需求量增长尤为 迅速。
高端产品需求增长
随着技术的进步和产业升级，对铷铯资源的高端产品需求也在不断增加。例如，高纯度铷、高纯度铯等高端产品在科研实验和高端制造业中的应用越来越广泛 。
安全和环保。
发展铷铯资源的循环利用技术
研发循环利用技术
加大对铷铯资源循环利用技术的研发力度， 推动循环经济的发展，提高资源利用率和经 济效益。
建立回收体系
建立完善的回收体系，对使用过的铷铯资源进行回 收和再利用，减少废弃物的产生和对环境的污染。
加强政策引导
通过政策引导和扶持，鼓励企业开展循环利 用技术的研发和应用，推动循环经济的发展 。
06
结论与展望
结论回顾
01ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
铷铯在地壳中的丰度较低，分 布不均匀，主要集中在一些特 定的矿床中。
02
铷铯资源的需求主要来自于化 工、玻璃、陶瓷、电子等行业 ，以及新兴的能源和环保领域 。
03
目前全球铷铯资源的生产和消 费主要集中在少数几个国家和 地区。
未来展望
随着科技的不断进步 和产业结构的调整， 铷铯资源的需求将会
黄土的化学成分
从时代上看，晚更新世马兰黄土中各主要化学成 分平均含量为：SiO2 57.57%，Al2O3 11.9%, Fe2O3 3.53%,FeO 1.27%,CaO 7.73%,MgO 2.06%,K2O 2.08%,Na2O 1.49%.离石黄土中各主 要化学成分的平均值分别为：SiO2 59.44%， Al2O3 12.34%, Fe2O34.02%,FeO 0.93%,CaO 6.06%,MgO 2.07%,K2O 2.46%,Na2O 21.60%.午 城黄土主要化学成分平均值为：SiO2 58.85%， Al2O3 12.65%, Fe2O3 4.34%,FeO 0.77%,CaO 5.13%,MgO 2.13%,K2O 2.16%,Na2O 1.46%.随 着时代由老到新，Al2O3、SiO2和K2O含量都在增 高，而FeO和Na2O在黄土中的含量比在古土壤中 要高。这正是古土壤形成时气候温湿而黄土形成 时气候干冷的反映。
5.3.4
黄土中的稀有元素
中国黄土中的稀有元素有18种：铀、钍、锆、 铪、铷、铯、锶、钡、钪、钽、铬、锂、铍、 钒、镓、铌、钨和铊。不过后7种元素只在南 京的下蜀黄土中检出，其他地区的黄土中尚 未发现。 黄土稀有元素含量低于冰川内积物而高于湖 积物。
大部分稀有元素在古土壤中比黄土中含量 稍高。个别元素如锶（Sr），在古土壤中 低于黄土，U含量则相差不大，而内蒙古风 沙刚贫于稀有元素，这说明黏土对稀有元 素有一定的吸附作用。 黄土中的稀有元素主要集中在重矿物中， 鉴于重矿物主要集中在黄土的粉砂粒组中， 所以稀有元素主要集中在黄土粉砂级粒组 的碎屑矿物中。
5．3．2 黄土中的微量元素
微量元素定义为低含量的化学元素， 一般在 岩石中其含量在1%或0.1%以下。中国黄土 中已检出的微量元素有钛、磷、锶、钡、锰、 锆、铬、锌、铅、镉、铜、镍、钴、钒、锡、 镓、铍、钪、银、汞、钼、硒、硼、氟、氯 和砷等。
11807年英国化学家戴维(HDavy
小结： 小结：
1：碱金属的化学性质与Na相似。 ：碱金属的化学性质与 相似 相似。 2:碱金属元素随着核电核数的增加 碱金属元素随着核电核数的增加 原子半径增大 失电子能力增强。 电子层数增多
核对电子引力减弱
因此，金属性增强 反应越来越剧烈 因此 金属性增强，反应越来越剧烈。 金属性增强 反应越来越剧烈。
推论2： 推论 ：
设问： 设问：
上述推论是否正确,需要通过实 上述推论是否正确, 验来论证, 验来论证,如何设计实验来验证上述 推论的正确与否? 推论的正确与否?
碱金属的化学性质
Li Na K Rb Cs
更剧烈， 不如Na剧烈， 不如 剧烈， 剧烈 点燃剧烈 更剧烈，生 遇空气立即燃 与O2 生成 O 燃烧，生 成比过氧化 烧，生成更复 生成Li2 燃烧， 反应 成Na2O2 物复杂的氧 杂的氧化物 化物
3．铷铯主要用于制备光电管、真空管。 ．铷铯主要用于制备光电管、真空管。 铯原子钟是目前最准确的计时仪器。 铯原子钟是目前最准确的计时仪器。
元素知识学习的科学方法模式： 元素知识学习的科学方法模式： 实验事实 分析
理论
实践” 实践”
碱金属元素原子结构的比较： 碱金属元素原子结构的比较：
Li Na K Rb Cs
相同点
最外层都只有1 最外层都只有1个电子 核电核数逐渐增大
不同点
电子层数逐渐增多 原子半径逐渐增大
碱金属的主要物理性质： 碱金属的主要物理性质：
元 素 名 称 锂 钠 钾 铷 铯 元 素 符 号 Li Na K Rb Cs 核 电 核 数 3 11 19 37 55 态 颜色和状 密度 熔点 （g/cm3） (。C) 沸点 （。C）
与 H2O 反应 结论
铷和铯的应用前景及其制约因素
开发。据美国地质调查局 （ Ｕ Ｓ Ｇ Ｓ ） 统计 ，全球铷资源 储量为 ８ ０ ０ ０ ０ ｔ 的Ｒ ０ ，主要来 自伟晶岩矿床的锂云 母 和铯榴石 ，其中 １ ２ ０ ０ ０ ｔ 产在加拿大 ，５ ０ ０ ０ ０ ｔ 产
伟晶岩锂矿 中铯榴石和江西 宜春伟 晶岩型铌钽中的
锂云母 ［ ，而更多 的铷资源储存 在于盐湖 以及花岗 岩中。按盐湖水中 Ｒ ｂ 的浓度及湖水体积来计算 ，仅
青 海察 尔 汗盐 湖 至少 有 ６ ２ １ ５ ５ 万ｔ 的Ｒ ｂ ， Ｏ ，还 没 包 括光 卤石 和 干涸 盐 的 沉积 物 ［ ７ 】 。 近 年来 在 内蒙 古 发 现 的花 岗岩 型铷 矿 的 ｌ ｔ ｂ Ｏ储量 高 达 ８ ７ 万ｔ 【 ４ 】 ，广 东
在纳米 比亚 口 】 。这个数量不包括我 国和其它发展中
国家。我 国已开发 的铷资源主要来 自 新疆可可托海
高得多 ， 甚 至还 比我们常接触 的金属 Ｃ ｕ（ ２ ５ × １ ０ ）、 Ｐ ｂ（ １ ６ ×１ ０ ）、Ｚ ｎ（ ７ １ ×１ ０ ）还 高 ， 比贵 金 属 Ａ ｕ（ １ ． ８ ×１ ０ 一 ）、 Ａ ｇ（ ５ ０ × １ ０ 一 ） 和Ｐ ｄ（ ０ ． ５ ×１ ０ 一 ）
在 自然 界 中，Ｃ ｓ 不像 Ｒ ｂ那样 容 易 取代 硅 酸 盐和氯 化物矿 物 中的 Ｋ ，所 以在 富 Ｋ矿 物 中类 质
同象形式存在 的 Ｃ ｓ 比较 低 ，但 铯 具 有 独 立 矿 物 铯 榴石 ［ （ ｃ ｓ ， Ｎ ａ ） ２ Ａ ￣ Ｓ ｈ Ｏ ： ・ ２ Ｈ ２ ０ 】 、铯 绿 柱 石 【 Ｃ ｓ （ Ｂ ｅ ： Ｌ ｉ ）
世界铷资源现状及我国铷开发利用建议
ａｓ
ｄｉｆｆｉｃｕｌｔ ｆｏｒ ｇｏｏｄ ｅｘｐｌｏｉｔａｔｉｏｎ
ｆｅｗ ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ ｄｅｐｏｓｉｔ．Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｉｔ ｉｓ ｓｕｇｇｅｓｔｅｄ
ｔｏ ｒｅｃｏｖｅｒ
ｔＯ
ｆｏｃｕｓ
ｏｎ
ｈｉｇｈ—
ｇｒａｄｅ ｍｉｃａ－ｔｙｐｅ ｒｕｂｉｄｉｕｍ ｄｅｐｏｓｉｔ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ，ｐｌａｙ ａｔｔｅｎｔｉｏｎ ｍｉｎｅ ｔａｉｌｉｎｇ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈｅｎ ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ
ｗｉｔｈ ｖｅｒｙ ｌｏｗ ｃｏｎｔｅｎｔｓ ｉｎ
ｏｎｅ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒａｒｅ ｍｅｔａｌ ｔｈｅｙ
ａｒｅ
ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
ｏｃｃｕｒ
ｃｒｕｓｔ
ａｓ
ｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄ
ｒａｒｅ
ｏｃｃｕｒｒｅｎｃｅｓ
ａｎｄ
ｈａｒｄ ｔＯ ｂｅ ｅｘｐｌｏｉｔｅｄ ａｎｄ ｅｘｔｒａｃｔｅｄ．Ｒｕｂｉｄｉｕｍ ｉｓ
关键词：铷矿资源现状；开发利用；建议 中圈分类号：Ｆ４０７．１ 文献标识码：Ａ
文章编号：１００４—４０５１（２０１３）０９—００１１－０３
ｒｅｓｏｕｒｃｅ
铷铯及其化合物的应用
铷/铯及其化合物的应用由于铷铯具有独特的性质，使其在许多领域中有着重要的用途，不但有许多传统的应用领域，而且还出现了一些新的应用领域，特别是在一些高科技领域中，铷铯显示出了越来越重要的作用。
铷铯在电子器件、催化剂、特种玻璃、生物化学及医药等传统应用领域中，近10年来有较大的发展；而在磁流体发电、热离子转化发电、离子推进发动机、激光能转换电能装置、铯离子云通讯等新应用领域中，铷铯也显示了强劲的生命力。
4.1 铷及其化合物的应用长期以来，由于金属铷化学性质比钾还要活泼，在空气中能自燃，其生产、贮存及运输都必须严密隔绝空气保存在液体石蜡、惰性气体或真空中，因而制约了其在一般工业应用领域的开发研究和大量使用。
然而，随着人类科学技术的发展和对铷应用开发研究的不断深入，近15年来，除在一些传统的应用领域，如电子器件、催化剂及特种玻璃等，有了一定发展的同时，许多新的应用领域也不断出现，特别是在一些高科技领域，显示了广阔的应用前景。
以下综述了利用铷及其化合物的一些特性，在一些传统和高科技领域内的应用现状。
4.1.1 作为频率标准和时间标准人造地球卫星的发射系统、导航、运载火箭导航、导弹系统、无线通讯、电视转播、收发分置雷达、全球定位系统(GPS) 等空间技术的发展对所采用频率与时间基准的长、短期准确度和稳定性要求越来越高。
由于铷辐射频率具有长时间的稳定性，87Rb原子的共振频率被频率标准确定为基准频率。
用作频率标准和时间标准的铷原子频标具有低漂移、高稳定性、抗辐射、体积小、重量轻、功耗低等特点。
准确度极高的铷原子钟，在370万年中的走时误差不超过1s。
气泡铷原子频标已成为目前应用最广泛的原子频标。
其价格比铯原子频标低得多，比晶体频标的长期稳定性更好、准确度更高，可适应各种空间使用的要求。
自1985年首次应用于军用通信卫星后，世界上所发射的卫星很大部分采用铷原子频标作为星载频标。
星载铷原子频标与普通商用或军用的铷原子频标相比，在性能上有了很大提高，能更好地适应空间应用的需要。
微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定低品位锂云母中的铷和铯
PTCA(PART B: CHEM. ANAL.)D01：10.11973/lhjy-hx202004013微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定低品位锂云母中的铷和铯王贵超(湖南稀土金属材料研究院，长沙410126)摘要：建立了微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定低品位锂云母中铷和铯含量的方法。
通过试验确定了最佳的样品处理条件，以铑为内标校正基体干扰，确定方法对铷和铯的检出限（3d分别为0.032,0.018 fig .L_1,标准曲线线性相关系数均大于0.999 7。
对实际样品进行11次测 定，相对标准偏差（r z=11)为2.3%〜4.6%;加标回收试验的回收率为96.5%〜105%。
经国家标准品验证，本方法的测定值与标准值相符。
该方法快速准确，能满足低品位锂云母中铷和铯的分析要求。
关键词：微波消解；电感耦合等离子体质谱法；铷；铯；锂云母中图分类号： 0657.63 文献标志码：A文章编号：1001-4020(2020)04-0449-05铷（R b)和铯（C s)是元素周期表中第一主族的元素，是两种高度分散的稀有碱金属[1]。
因为两者具有良好的导电及导热性，较好的延展性以及较强的化学活性和优异的光电效应性能等优点，在各技术领域有着独特的应用，非别的金属元素所能代替[2-4]〇锂云母是一种常见的含锂矿物，同时富含稀有金属铷和铯，是提取这两种稀有金属的主要原料之一[5_7]。
我国的锂云母矿主要分布在湖南、江西、广 西等地，其储量丰富，但是质量相比国外矿石稍差，杂质成分多，给开发利用及成分分析带来一定的难度[8]。
在测定铷和铯的分析方法中，光谱分析是主要的仪器分析方法[9]，其中原子吸收光谱法应用较多，已发展的较为完善，并且在实际生产中得到了广泛应用。
随着分析技术的不断进步，还有离子色谱法[15]、x射线荧光光谱法、电化学分析法、质子激发X荧光分析法、电感耦合等离子体质谱法[16〃8]等 诸多仪器分析方法用于铷和铯的分析检测。