关键金属丨“铷”此珍贵

金应该是我们日常生活中比较常见的贵金属了,但是你知道吗,有一种金属,其价格是比黄金还贵,在地球上的自然储量也比较稀缺,它就是铷。

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铷是一种非常稀少的矿物,在自然界中的含量极低,但其作用却非常重要。根据公开发布的信息,全球铷资源主要集中于少数几个国家,如纳米比亚、津巴布韦、加拿大等,且大部分铷资源以伴生矿的形式存在,提取难度较大。全球铷资源总储量的90%以上存在于盐湖中,但通常处于微量浓度(约0~20mg/L),开发利用价值有限。目前大部分铷从花岗伟晶岩中提取,载体矿物主要为锂云母、铁锂云母、铯榴石和钾长石。中国是铷资源储量丰富的国家之一,但主要以伴生矿的形式存在,主要分布在新疆、江西等地。由于铷矿资源的稀缺性、昂贵性和在高新技术产业链中不可替代的特殊地位,其供应安全日益成为美西等国主要经济体最为重要的战略布局之一。

图片来源:高芯蕊,贾宏翔,李天骄,李维东,王安建.中国铷铯资源需求展望[J/OL].

铷(Rubidium),元素符号为Rb,原子序数为37,是一种碱金属元素,具有独特的物理和化学性质,以及广泛的应用领域。

一、铷的基本性质

01外观与形态

铷是一种银白色的轻金属,质软而呈蜡状,具有金属光泽。

在室温下,由于铷的熔点较低(约为39.3摄氏度),它通常是液态的,这使得它在处理时需要格外小心。

02化学性质

铷的化学性质非常活泼,比钾还要活泼。它能够在光的作用下放出电子,具有独特的光电效应。

铷与氧反应迅速,生成复杂的氧化物。遇水时,铷会剧烈反应,生成氢气和氢氧化铷,并放出大量热,足以使氢气立即燃烧。

铷还能与许多非金属元素(如卤素、硫、磷等)以及碱金属、碱土金属等形成化合物。

03物理性质

铷的沸点较高,约为688摄氏度。

它是一种良好的电导体,具有优异的导电性和导热性。

铷还具有顺磁性,即在外加磁场下,其磁矩方向与磁场方向一致。

二、铷的发现与光谱分析法

铷的发现得益于光谱分析法的应用。19世纪60年代,德国化学家本生和物理学家基尔霍夫通过分光镜观察物质在高温火焰中发出的光谱,发现了铷元素。这是光谱分析法在化学分析中的首次成功应用,为后来的科学研究提供了重要的工具和方法。

三、铷的应用领域

能源领域

图片来源:文章(固态锂电池的研发,全固态二次锂电池的优点)

铷因其独特的物理和化学性质,在能源领域具有广泛的应用。例如,它可以用于制造高性能的电池和核反应堆中的冷却剂。

电子领域

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铷的高电导率使其成为电子设备中的重要材料。它可以用于制造电子管、光电倍增管等电子器件。

医学领域

图片来源:文章(医学影像深度学习系列(六)- 了解MRI(上)-多通道3D图像)

铷的某些同位素(如铷-87)在医学成像和疾病诊断中具有重要应用。例如,铷-87的放射性衰变可用于心肌断层扫描,以评估心脏血流和功能。

新材料领域

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铷在新材料领域也有广泛的应用前景。例如,它可以用于制造高性能的催化剂、特种玻璃等新材料。

国防军工与航天航空

图片来源:理工导航文章(惯性导航和精制导系统国家队!专注复杂战场环境精导技术!无人机+无人船+自动驾驶!)

铷在国防军工和航天航空领域也发挥着重要作用。由于其独特的物理性质,铷可以用于制造高精度的导航仪器和惯性制导系统等。

四、铷的存储与安全性

由于铷的高度反应性,它通常需要在惰性气体环境中存储和处理,以避免与空气中的氧气和水反应。纯金属铷通常存储于密封的玻璃安瓿瓶中,以确保其稳定性和安全性。

保存于特殊容器中的铷(图片来源:网络)

五、铷的资源分布与开发现状

铷在地壳中的含量相对较低,是一种稀有分散的元素。然而,随着科技的进步和铷应用领域的不断拓展,对铷资源的需求也在不断增加。目前,全球各国都在积极寻找和开发铷资源,以满足日益增长的市场需求。

来源: 矿冶科技集团有限公司

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