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1、 銫銣：什么是銫和銣？
銫(Cs)是一種淡金色且質(zhì)地極軟的稀有輕金屬，化學(xué)性質(zhì)極度活潑。絕是地殼含量最低的堿金屬(3x10-6)，且在自然界中沒(méi)有單質(zhì)形態(tài)，大部分存在于艷榴石中，提取難度較高。絕是最為柔軟的金屬元素之一，延展性強(qiáng)，其莫氏硬度為所有元素中最低(0.2)。艷熔點(diǎn)低，在28.44°C時(shí)即會(huì)熔化是在室溫或者接近室溫條件下能呈現(xiàn)液態(tài)的五種金屬元素之一。絕化學(xué)性質(zhì)活潑，是已知元素中金屬性最強(qiáng)的，在空氣中極易被氧化，能與水劇烈反應(yīng)生成氫氣，并產(chǎn)生巨大能量至發(fā)生爆炸。銫在放射化學(xué)的研究中亦有重要地位，有34個(gè)放射性同位素。其中，銫137半衰期長(zhǎng)(30.17年)，輻射防護(hù)要求較低，可同時(shí)用作輻射源和y輻射源，是核裂變產(chǎn)物的關(guān)鍵放射性核素之一。此外，絕原子結(jié)構(gòu)特殊且具有穩(wěn)定性，其原子最外層的電子所圍繞內(nèi)層原子核旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速極其精確。
銣(Rb)是一種銀白色的稀有輕金屬，物理與化學(xué)性質(zhì)相似于艷，但相較艷更輕，開(kāi)采難度更大。由于銣少有獨(dú)立礦床存在，因此其主要作為鋰、絕開(kāi)采的副產(chǎn)品產(chǎn)出，導(dǎo)致其相較絕更為稀有。銣的密度為1.53g/cm3，低于銫(1.88g/cm3)，這意味著相同體積下銣質(zhì)量更輕。銣同樣具有較高的反應(yīng)性，在空氣中迅速氧化，遇水則劇烈反應(yīng)，但其活潑性略低于銫。
天然存在的銣元素由兩種同位素組成:其中，85Rb(占比72%)是銣唯一的穩(wěn)定同位素，87Rb(占比28%)具有微放射性，其半衰期長(zhǎng)達(dá)490億年，超過(guò)宇宙年齡的三倍。
2、銣銫產(chǎn)業(yè)鏈分析
受益于銣獨(dú)特的物理、化學(xué)性質(zhì)及原子結(jié)構(gòu)，其下游應(yīng)用廣泛:石油鉆探:甲酸艷是目前全球艷鹽下游需求最大的產(chǎn)品，主要用作石油完井液，可有效提高產(chǎn)油率和鉆井效率、減小摩擦系數(shù)、降低卡鉆風(fēng)險(xiǎn)真空光電管:由于銫銣的優(yōu)秀光電性能(“長(zhǎng)眼睛的金屬”)，可用于實(shí)現(xiàn)光信號(hào)一電信號(hào)轉(zhuǎn)換;原子鐘:得益于其原子最外層電子轉(zhuǎn)速的精確，鉑蜘京子鐘是世界上最精準(zhǔn)的計(jì)時(shí)儀器，在4000萬(wàn)年中的走時(shí)誤差不超過(guò)1s，廣泛運(yùn)用于導(dǎo)彈發(fā)射、衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域離子推進(jìn)器:欽的原子最外層電子極不穩(wěn)定，容易被激發(fā)放射令其不帶電的原子變?yōu)閹д姷碾x子，在高壓電場(chǎng)的作用下產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)力。因此，裝條含鎖
離子推進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)的宇宙飛船，其航程是常規(guī)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的150倍左右;
磁流體發(fā)電機(jī):使用銣磁流發(fā)電機(jī)的核電站，其總熱效率可從29%~32%提高到55%~66%;
鈣鈦礦電池:太陽(yáng)能薄膜電池中加入絕銣離子可以有效提高鈣鈦礦太陽(yáng)能電池的電池效率、穩(wěn)定性及材料性能;生物醫(yī)療:絕銣在工業(yè)檢測(cè)、農(nóng)業(yè)輻射育種、食物保藏、醫(yī)療滅菌、心肌掃描、腫瘤診斷等方面都有較高的應(yīng)用價(jià)值
3、資源儲(chǔ)量：全球銫銣儲(chǔ)量分布集中度極高，可采礦區(qū)稀少
全球絕資源儲(chǔ)量高度集中，加拿大Tanco礦山為全球在產(chǎn)的唯一以絕榴石為主礦石的礦山。絕主要以鹽形式極少地分布在陸地和海洋中，常與鋰、銣、鈮、鉬及稀土等共生或伴生。絕榴石是自全球富含絕榴石的偉晶巖帶主要分布在加拿大地盾溫尼伯-尼皮貢湖成礦區(qū)、津巴布韋克拉通、納米比亞卡里比布成礦帶、西澳大利亞皮爾巴拉成礦帶等，智利和中國(guó)分布有含絕的鹵水，德國(guó)、印度和中國(guó)分布有含艷的熱泉。自然界中絕含量最高的礦物，氧化艷含量普遍在5%~32%，當(dāng)前銫榴石礦是提取艷元素的主要原料。
根據(jù)USGS最新可查數(shù)據(jù)，2020年全球偉晶巖型絕礦儲(chǔ)量約22萬(wàn)噸，集中分布在加拿大(12萬(wàn)噸，占比55%)、津巴布韋(6萬(wàn)噸，占比28%)、納米比亞(3萬(wàn)噸，占比14%)和澳大利亞(0.71萬(wàn)噸，占比3%)四個(gè)國(guó)家。2024年USGS數(shù)據(jù)顯示，全球艷礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量已不足20萬(wàn)噸，主要集中在澳大利亞、加拿大、納米比亞。全球可規(guī)模化開(kāi)采的艷榴石資源主要集中于三大礦區(qū):加拿大坦科(Tanco)礦區(qū)、津巴布韋比基塔(Bikita)礦區(qū)，以及澳大利亞辛克萊(Sinclair)礦區(qū)。其中，中礦資源的Tanco礦山為全球在產(chǎn)的唯一以銫榴石為主礦石的礦山，也是世界上儲(chǔ)量最大的榴石礦山，保有Cs20金屬量5.3萬(wàn)噸，Cs20平均品位達(dá)5.91%。
4、中國(guó)銫礦資源稀缺，銣資源開(kāi)發(fā)利用難度大
中國(guó)絕礦資源稀缺，開(kāi)采經(jīng)濟(jì)可行性較低。中國(guó)艷礦資源分為五種類(lèi)型:即堿性花崗偉晶巖中的榴石礦床、風(fēng)化沉積型鏈銀礦、堿性花崗巖型銀短礦床中伴生艷礦、含艷鋰鹵水和含艷硅質(zhì)巖。中國(guó)艷礦資源較少，據(jù)《2021年全國(guó)礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量統(tǒng)計(jì)表》數(shù)據(jù)，中國(guó)艷礦儲(chǔ)量總計(jì)2.47萬(wàn)噸。其中，江西艷礦儲(chǔ)量為2.39萬(wàn)噸(占比97%)，河南鋁礦儲(chǔ)量0.08萬(wàn)噸(占比3%)。然而，中國(guó)艷礦品位較低、組成復(fù)雜，難以單獨(dú)進(jìn)行工業(yè)化開(kāi)采。早期國(guó)內(nèi)曾開(kāi)發(fā)新疆可可托海礦區(qū)(艷警石中Cs20含量18%~25%)，但自1999年可可托海3號(hào)坑關(guān)閉后，中國(guó)已無(wú)可供開(kāi)采的獨(dú)立艷榴石礦山。因此，目前中國(guó)絕礦石的開(kāi)發(fā)利用只能通過(guò)鋰云母提鋰尾礦中的伴生銫礦完成，而現(xiàn)有的銫礦供應(yīng)企業(yè)的原料來(lái)源則主要為國(guó)外進(jìn)口的高品質(zhì)銫榴石。
