话说找铷铯

刘继顺

2012-10-12

一、铷铯基本特征

铷铯均为分散稀碱金属，主要用于电子器件（光电倍增管光电管）、分光光度计、自动控制、光谱测定、彩色电影及电视、雷达、激光器、离子火箭、热离子能转换器、玻璃、陶瓷、电子钟、原子钟诸方面。

铷，元素符号Rb，原子序数37，原子量85.47，英文名rubidium， 源于拉丁文 ruidus （意为深红色）。铷为银白色蜡状碱金属，质软（莫氏硬度0.3）而轻（密度1.532），有延展性，易熔（熔点312.46K即38.89℃；沸点961K，即688℃）。铷有45个同位素(铷-71至铷-102)，其中有1个稳定同位素。天然产出的铷-87，为放射性同位素，它能衰变为锶-87。铷的化学性质比钾活泼，在光的作用下铷易放出电子。遇水剧烈反应，生成氢气和氢氧化铷。易与氧作用生成氧化物。因遇水反应放出大量热，故可使氢气立即燃烧。纯金属铷常存储于煤油中。铷在空气中能自燃，与水甚至同温度低到-100℃的冰接触都能猛烈反应，生成氢氧化铷并放出氢。

铯(旧译作鏭)，元素符号Cs，原子序数55，原子量132.9，英文名Caesium 或 Cesium，源于拉丁文coesius（意为天蓝色）。铯为金黄色碱金属，质地非常软（莫氏硬度0.2，最软的金属）而轻（密度1.879）；易熔（熔点28.44 °C，隔着玻璃管用手握一会就会熔化，是除汞外最易熔金属)，沸点678.4℃。天然产出的铯-133为稳定同位素，而其他铯同位素都有放射性，且都是人工的。铯的化学性质极为活泼，在潮湿空气中易自燃:2Cs+3O2==2CsO3。遇空气易氧化:Cs+O2==CsO2。铯和水的反应是爆炸性的，反应生成氢气和氢氧化铯：2Cs+2H2O==2CsOH+H2↑。铯可在氯气中立即自燃，生成氯化铯:2Cs+2Cl==2CsCl。铯与水和-116°C的冰反应都很剧烈；碘化铯与三碘化铋反应能生成难溶的亮红色复盐。铯的火焰成比钾深的紫红色。

铷是1861年，R.W.Bunsen和G.R.Kirchhoff，用其所创建的光谱分析方法，研究锂云母的成分时发现的。同年Bunsen生采用电解熔融氯化铷方法制得金属铷。

铯的发现早于铷一年（1860年），也是R.W.Bunsen和G.R.Kirchhoff，用其所创建的光谱分析方法，对杜克海姆矿泉水提取物进行光谱实验时发现的。1882年，德国化学家塞特贝格电解氰化铯（CsCN）和氰化钡（Ba（CN）2）的混合物时获得了金属铯。遗憾的是，1846年Freiberg冶金学教授普拉特勒曾经分析鳞云母（红云母）矿石时，差点发现铯，只是他将硫酸铯误为了硫酸钠和硫酸钾混合物。

二、铷铯矿床特征

铷铯均为亲石分散元素，铷的地壳丰度为90ppm,,铯为3ppm。铷铯在离子半径等地球化学性质上与钾和铊接近，故常在富钾矿物中，特别是长石和云母等含钾矿物中以类质同像形式存在。铷还可以存在于绿柱石的六方孔道中。

铷与铯相比，铷与钾在离子半径上非常接近，故可自由地替换钾；而铯与钾在离子半径上差异较大，故其置换钾的能力大不及铷。因此进入钾矿物中的铯比铷要少得多，只有在天河石（含铷微斜长石）中Cs2O可达0.1-0.3%。

从超基性至酸性岩浆岩，铷铯呈含量增高趋势，且随岩浆分异程度增强而含量增加，尤其富集在岩浆晚期阶段、碱性岩和花岗伟晶岩中。此外，铷铯还可富集在盐湖卤水中。

铷在地壳中很分散，至今未发现铷的独立矿物，常分散在云母（锂云母 Rb2O可达3.75%）、黑云母、铁锂云母、透锂长石、铯榴石、天河石、光卤石和盐矿层、盐湖卤水中。

铯与铷一样，大多呈分散态存在，但它有3个较常见的矿物：铯榴石、铯锰星叶石和硼铍铝铯石。

铯榴石（铯沸石，Pollucite）Cs(AlSi2O6)·H2O,含Cs2O  23.5%-36.5%。等轴晶系。晶体呈立方体、三角三八面体聚形，常呈细粒状或块状产出。无色或白色，有时微带浅红、浅蓝或浅紫色，透明，玻璃光泽，断口油脂光泽，无解理，贝壳状断口，硬度6.5～7，相对密度2.70～2.90。常见于花岗伟晶岩中，与绿柱石、锂辉石、磷锂铝石和电气石共生。

铯锰星叶石，通式为A3B7C2Si8O24(O,OH,F)7,其中A=K，Cs，Na；B=Fe,Mn；C=Ti,Zr,Nb。含Cs2O 11.6%。呈金黄色，三斜晶系，晶体为沿a轴延长的柱状或沿（100）伸展的板状，集合体呈放射玫瑰花状。比重3.28--3.30，硬度3--4，{100}极完全解理，正延性。

铯硼锂矿（Rhodizite），CsAl4（LiBe3B12)O28 ，含Cs2O 5-7.5%，等轴晶系，晶体呈菱形十二面体、四面体或其聚形。无色或白、浅黄、黄色。玻璃光泽，透明至半透明，硬度8-8.5，产于花岗伟晶岩中，与锂辉石、锂云母、电气石和铌钽矿物共生。

铯硼锂矿 

此外在微斜长石中铷和铯均有富集。如天河石【amazonite ，(K，Rb，Cs)(AlSi3O8)】，其中Rb2O含量可达1.4%-3.3%、Cs2O可达0.2%-0.6%，为微斜长石的亮绿到亮蓝绿的变种。

铷铯矿床可分为碱性长石花岗岩（花岗伟晶岩型）和卤水型。花岗岩（伟晶岩）型矿体的边界品位为Rb2O  0.04-0.08%；最低工业品位Rb2O  0.1-0.2%，Cs2O  0.05-0.06%。卤水型矿床工业品位为Rb2O  0.06%，Cs2O  0.02%。花岗伟晶岩型手选铯榴石矿床，工业指标为铯榴石含量3%。

广东省龙川县天堂山铷矿，含铷矿物为黑云母，平均含Rb2O品位0.12%，储量约10万吨。

广东从化市红坪山铷矿，铷氧化物（Rb2O）资源储量12万吨，矿床类型为花岗岩风化壳矿床，含铷品位0.12%，该矿钾、锂、铌、钽、铯等伴生元素可综合回收利用。

另据报道：广东紫金和蕉岭县发现变质砂岩型和花岗岩型铷矿床。

近年在西藏昂仁等地地热田硅华中发现了铯呈离子状态产出的硅华水合铯矿床。

目前铷矿产品大多为含锂铷铯的云母精矿，原矿大多含Rb2O为0.1-0.3%，云母精矿含Rb2O为12-15%。铯榴石精矿标准，含Cs2O 20%。

铷金属价格约为140000-195000人民币/千克，约25美元/克。由于全球铷年消耗量不过10吨，因此，铷矿产品经常处于有价无市状态。

三、找矿标志

1、碱性长石花岗岩、晚期侵入富碱花岗岩和花岗伟晶岩；

2、云英岩、含铍条纹岩；

3、指示矿物有：天河石、黑云母、透锂长石、铁锂云母、锂云母、绿柱石、铯榴石、电气石和铌钽矿物等；

4、盐湖卤水，含锂高的盐湖卤水；

5、含光卤石的岩盐。