稀有金属铯和铷矿产资源在全球保有储量稀有而珍贵。说稀有，一是它们在地壳中含量是最低的碱金属，二是它们分布稀散或难于从矿石中提取；说珍贵，一般认为贵金属金、银和铂族金属昂贵，其实，铯和铷比黄金还要贵。美国和中国是世界上铯和铷资源生产和消费第一和第二的大国，由于铯和铷矿产资源的稀缺性、昂贵性和在高技术产业链中的不可替代性的特殊地位，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。

铯 [sè] 从金，色声。一种稀有碱金属元素。［英］Caesium或Cesium。旧译鏭。元素符号Cs。原子序数55。位于化学周期表第6周期ⅠA族。德国著名物理学家古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫（Gustav Robert Kirchhoff，1824-1887）在海德堡大学期间制成了光谱仪，与化学史上具有划时代意义之一的化学家罗伯特·威廉·本生（Robert Wilhelm Bunsen,1811--1899)合作创立了光谱化学分析法(把各种元素放在本生灯上灼烧，发出波长一定的一些明线光谱，由此可以极灵敏地判断某种元素的存在)，被称为“化学家的神奇眼睛”，他们用此方法相继发现了铯和铷元素。1860年罗伯特·威廉·本生和古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫在对来自涂尔干（Durkheim）矿泉水的提取物进行光谱实验时发现“天蓝色”谱线，从而发现铯元素，他们以拉丁文“Coesius”命名，意为天蓝色。其实早在1846年，德国弗赖贝格（Freiberg）工业大学冶金学教授普拉特勒曾经分析了鳞云母（即锂云母）矿石，就发现了硫酸铯的存在。然而他误将硫酸铯当成了硫酸钠和硫酸钾的混合物。可惜，铯从他手中溜走了。金属铯一直到1882年才由德国化学家塞特贝格电解氰化铯和氰化钡的混合物获得。自然界中铯主要赋存于矿物中，也有少量氯化铯赋存于光卤石。

铷［rú］从金，如声。一种稀有碱金属元素。［英］Rubidium。元素符号Rb。原子序数37。位于化学周期表第5周期ⅠA族。铷首先是在锂云母中发现的。锂云母发现于18世纪60年代，它的性质很奇怪，当扔进燃烧的煤块时，它会吐泡沫，然后像玻璃一样变硬。分析显示它包含锂和钾，但它还藏着一个秘密。1861年本生和基尔霍夫在海德堡大学，把这种矿物溶解在酸中，然后沉淀出钾，而后又测试了残余物，显示出了2条之前从未见过的强烈的宝石红色原子光谱线，证实了它们包含一种新元素，并用拉丁文“Ruidus（深红色）”命名为Rubidium。纯净的铷金属样本直到1928年终于生产出来。铷独立工业矿物很少，常分散在锂云母、铁锂云母、铯沸石和盐矿层及矿泉水中。本生和基尔霍夫用他们创立的光谱分析方法发现铯和铷后，光谱分析法被广泛应用于元素分析领域。

1、铯和铷的特征和性质

铯晶体为立方体心晶格，纯净者呈金黄色，软（莫氏硬度0.5）而轻、具有延展性。熔点很低，只有28.4℃，沸点669.3℃，密度1.8785g/cm3。铯是原子半径最大的元素（265.4pm）。除去放射性元素钫，铯是自然界最活泼的金属，在空气中容易氧化，与水和-116℃的冰反应都很剧烈。具有敏锐的光电效应，极易电离而放出电子。铯不与氮反应，但在高温下能与氢反应，生成相当稳定的氢化物。碘化铯与三碘化铋反应能生成难溶的亮红色复盐。铯的化合物主要包括：碳酸铯、甲酸铯、溴化铯、氯化铯、氟化铯、碘化铯、氢氧化铯、硝酸铯、氧化铯、硫酸铯、铯矾等。

铷晶体结构为立方体心晶胞，银白色蜡状固体，金属光泽，质软（莫氏硬度0.3）而轻，有延展性。熔点低38.89℃，沸点688℃，密度1.53g/cm3。铷的原子半径仅次于铯（247.5pm）。铷的性质与铯相似，化学性质极为活泼，在空气中立即失去金属光泽，被氧气剧烈地氧化，并能引起自燃。遇水反应非常剧烈，甚至接触到－100℃以下的冰块也会发生爆炸。具有敏锐的光电效应。

2、铯和铷的用途

铯元素的用途十分广泛。铯金属和铯盐在很多行业具有不可替代性。铯具有很多独特的物理和化学性质，如极高的电导率、极低的熔点、极强的吸光性等，使其在不同领域有着广泛的应用。从1860年发现铯到1926年还没有实质性的工业应用。在此之后，铯被用作电子管的吸气剂，后来首要用于制作光电池和其他光敏元件。直到上世纪七十年代末，铯的有限产值中的大部分是用于热离子功率转化，磁流体动力和离子发动机推动器的研讨。铯盐在化学工业、石油化工、精细化工和生物工程中的应用不断扩展。目前铯已成为其他金属元素无法替代的资源，被称为“21世纪的工业黄金”，其实它的价格比黄金还要贵十几倍。目前主要应用于国防军工、航空航天、原子钟、通讯、能源、化工、地质勘探、医疗等领域。

（1）国防军工、航空航天领域

铯元素是制造原子钟的重要材料之一，原子钟是一种高度精确的时间计量器，每三百万年误差不超过一秒，它主要应用于全球导航系统。还可制作离子发动机推进器、夜视成像器、报警器、光电管、光电池、无线电电子管、红外信号灯及各种光学仪器和检测仪器，以及制造核武器和导弹等。

（2）地球物理、地球化学探测和油气勘探领域

铯元素可以用于探测和研究地下矿物和地质构造，用作一种放射性示踪剂，来测量地下岩石和土壤的性质。用于石油天然气开采，其化合物甲酸铯和碳酸铯是高密度的钻井液，可以提高钻井液的稳定性和效率，防止井壁崩塌和气体渗漏。用于工业放射性测量、辐射探测器、电视摄像管和光电倍增管等。

（3）军民通讯领域

铯可以用于制造光纤电缆、光电探测器、激光器等设备，提高信号传输的速度和质量。铯也是5G通讯技术的关键材料，用于5G、离子云通讯、光纤通讯等。

（4）能源领域

用于制作磁流体发电材料、热离子转化发电等。

（5）用于工业催化剂和玻璃及陶瓷制作

铯元素可以用作催化剂，加速某些化学反应的速率，如氨、硫酸、氢化、氧化、聚合等合成反应。铯的化合物用于制作特种玻璃和陶瓷，可降低玻璃的导电率、增加玻璃的稳当性，延长使用寿命。铯可以制作性能优异的铯钾防火玻璃等。

（6）用于医疗行业

铯元素可以用作辐射源，铯同位素-137的放射性属性是治疗癌症的一种有效工具，也可以治疗癫痫病。铯盐还制备安眠药、镇静剂和防休克剂等，铯还可用于医学影像设备材料。铯-137可用于辐射育种、食品辐射保鲜等。

铷和铯具有相似的物理性质和原子半径，因此二者的应用类似，在许多应用中可以互换使用。铷在新材料、新医药、催化剂、环保、国防军工、航天航空、信息产业、生活民用等方面也有广泛用途。

（1）能源领域

可以用于生产太阳能电池、光伏发电系统、光电半导体器件、铷磁流体发电、热离子转换发电，铷在20摄氏度的温度下，电导率和硫酸相同，因为这种特性铷可用于超薄电池的制造。

（2）信息技术电子领域

铷可以用于光学显示器、光纤通信和激光器等设备中的高性能材料，提高了信息传输和处理的速度和精度。铷可以用于制造电子器件和半导体材料，以及少数金属合金中的增强剂。铷在激光技术、光纤通信以及卫星导航系统等领域也有着重要的应用。

（3）在科学研究方面

地质学家利用铷-87的放射性确定岩石或其他物体的年龄。在定量化学分析和原子吸收光谱分析中，铷广泛用于测定样品中其他金属元素的含量。铷在核物理学和原子物理学研究中起着重要的作用。

（4）在医疗领域

铷可用于放射性治疗和核医学诊断疾病，通过核素标记技术追踪人体器官和组织的功能和代谢情况，对于疾病的早期诊断和治疗起着重要作用。在治疗抑郁症、癌症、阿尔兹海默病都有非常积极的作用。碘化铷也是一种治疗“大脖子病”（甲亢）、癫痫病、梅毒的重要药材，也是砷中毒后的抗休克药和眼药水成分。氯化铷可用作抗狂躁剂和心境稳定剂的药物等。

（5）用于玻璃，陶瓷和烟花的制作

铷盐可以用于玻璃，陶瓷和烟花的制作中，作为制造紫色的原料，也可以被用来制造特殊玻璃。

3、中国著名铯和铷矿床

我国铷、铯资源丰富，其储量在世界名列前茅，且类型齐全，分布全国。我国铷、铯资源主要赋存于锂云母和盐湖卤水。中国铯和铷资源主要分布在新疆的阿尔泰地区（48%）和江西宜春（25%），其次是湖南（10%）、广东（9%），还有青海（3%）、四川（3%）和湖北（2%）等。其中，早期开发的新疆可可托海矿区，铯沸石精矿含氧化铯（Cs2O）18%-25%左右，锂云母中含氧化铷（Rb2O）9%，是国内重要的铷和铯产地。国内主要矿区累计探获的硬岩型保有铯资源量合计6.18万吨，但绝大部分为难以处理的伴生于锂云母的铯资源，不具独立开发利用的价值，一般只是处理锂云母提取锂后的尾渣中再次提取铯和铷等伴生矿产资源。

中国目前尚无独立开采的铷矿床，主要以伴生矿产的形式存在。根据我国铷的赋存状态，铷可分为赋存于锂云母型铷矿资源、赋存于长石中的长石型铷矿资源和铯沸石型铷矿资源。锂云母型铷矿在江西和湖南以及河南分布较多；长石型铷矿主要分布在新疆和山西；铯沸石型铷矿主要分布在新疆、四川、云南、江西和湖南等地。

近年，我国在《中国二十一世纪初矿产资源保护与合理利用的总体目标》指导下，为确保战略性矿产资源的安全保障，掀起了新一轮找矿突破战略行动，各地质部门加大地质调查、勘察和研究力度取得了一系列突破性进展。铯铷矿产资源发现了一批大型和超大型铷矿床，打破美国的垄断，让中国一跃成为世界上拥有铷资源储量最大的国家。

①武夷山成矿带广东南段

武夷山成矿带广东南段的河源市紫金县、龙川县天堂山、梅州市蕉岭县、韶关市始兴县铷矿床。目前已探明铷储量达17.5万吨，而且铷矿石的品位高，易于提纯和加工。此铷矿床为燕山期蚀变花岗岩和花岗伟晶岩矿床两种类型，铷主要赋存于锂云母中，少量赋存于微斜长石。这座蕴藏着巨大财富的世界级宝库被誉为中国的“世界铷谷”。

②湖南省道县湘源矿

湖南省道县湘源矿区正冲矿段铷多金属矿矿床，探明铷多金属矿赋存于花岗岩类蚀变后形成的云英岩及云英岩化花岗岩类构成的云英岩体内。据2024年湖南省地质局资料，按工业要求圈出3个矿体，长均为525米，平均厚1-126.38米，平均氧化铷（Rb2O）品位0.201-0.224%。铷95%以上赋存于铁锂云母中，伴生有锂、铯可综合回收。提交氧化铷（Rb2O）表内C级储量33263.4吨，D级123571.9吨；氧化铯（Cs2O）7824.82吨。

③湘南宜章县长城岭矿区

湘南宜章县中战集团旗下鑫联矿业的长城岭矿区是南岭多金属成矿带上重要的锑-铅-锌-银多金属开采区之一。长城岭铷矿床属花岗斑岩型。研究表明:矿石主要由石英、绢云母、方解石和白云母组成。铷等稀有金属元素主要以类质同象形式赋存于白云母和绢云母中。白云母中铷、锂和铌+钽质量分数分别为1.030%,0.560%和0.024%;绢云母中铷、锂和铌+钽质量分数分别为0.320%,0.050%和0.022%。铷作为主回收元素,在白云母和绢云母中分布率分别为31.32%和68.68%（2021，朱恩异等）。该区Rb矿化花岗质岩体规模大,延深远,Rb矿化较均匀且品位高,其资源量巨大，经估算氧化铷(Rb2O)储量为1.2万吨，已达超大型铷矿床，区域远景储量为5万吨以上。

④甘肃省国宝山铷矿床

甘肃省国宝山铷矿床位于瓜州县境内,矿(化)体主要赋存于石炭纪侵入的二长花岗(伟晶)岩和含天河石钠长花岗(伟晶)岩，后者为主要含铷矿石类型。据分析测试,查明原矿中氧化铷(Rb2O)的含量为0.124％,铷元素可能以类质同像的方式主要赋存于微斜长石(钾长石)和(锂)云母,其分布率分别为71.13％和28.09％。该矿床的规模已达超大型。