Überraschenderweise gibt es mehr Edelmetalle als Gold und Cäsium

Seltene Metalle Cäsium und Rubidium Mineralressourcen haben weltweit seltene und wertvolle Reserven. Apropos Seltenheit, erstens sind sie die Alkalimetalle mit dem niedrigsten Gehalt in der Erdkruste, und zweitens sind sie dünn verteilt oder schwer aus Erzen zu extrahieren; Apropos Kostbarkeit wird allgemein angenommen, dass Edelmetalle wie Gold, Silber und Platingruppenmetalle teuer sind, aber tatsächlich sind Cäsium und Rubidium sogar teurer als Gold. Die Vereinigten Staaten und China sind die weltweit führenden und zweitgrößten Produzenten und Verbraucher von Cäsium- und Rubidiumressourcen. Aufgrund der Knappheit, der hohen Kosten und der unersetzlichen Position der Cäsium- und Rubidiummineralressourcen in der Hightech-Industriekette ist ihre Versorgungssicherheit zunehmend zu einem der wichtigsten strategischen Layouts für große Volkswirtschaften wie die USA und den Westen geworden.

Cesium [s è] aus Gold, Farbklang. Ein seltenes Alkalimetallelement Caesium oder Cesium. Alte Übersetzung 鏭. Elementsymbol C. Atomnummer 55. Befindet sich in Gruppe IA des sechsten Zyklus des chemischen Periodensystems. Der berühmte deutsche Physiker Gustav Robert Kirchhoff (1824-1887) entwickelte während seiner Zeit an der Universität Heidelberg ein Spektrometer. Gemeinsam mit einem der bahnbrechenden Chemiker in der Geschichte der Chemie, Robert Wilhelm Bunsen (1811-1899), entwickelte er die spektrochemische Analysemethode (Verbrennen verschiedener Elemente auf einer Bunsenlampe, um einige helle Linienspektren mit einer bestimmten Wellenlänge auszustrahlen, die die Existenz bestimmter Elemente sensibel bestimmen können), das sogenannte "magische Auge der Chemiker". Mit dieser Methode entdeckten sie sukzessive Cäsium- und Rubidiumelemente. In 1860-Jahren entdeckten Robert Wilhelm Bunsen und Gustav Robert Kirchhoff die "himmelblaue" Spektrallinie bei spektroskopischen Experimenten an Extrakten aus Durkheimer Mineralwasser, die zur Entdeckung des Cäsiumelementes führten: Sie nannten es "Coesius", was Himmelblau bedeutet. Bereits 1846 analysierte Professor Pratler für Metallurgie an der Technischen Universität Freiberg Lepidolit (d.h. Lithiummica) Erz und entdeckte das Vorhandensein von Cäsiumsulfat. Allerdings identifizierte er fälschlicherweise Cäsiumsulfat als eine Mischung aus Natriumsulfat und Kaliumsulfat. Leider rutschte ihm Cäsium aus den Händen. Cesiummetall wurde erst 1882 vom deutschen Chemiker Seidberg durch Elektrolyse eines Gemisches aus Cäsiumcyanid und Bariumcyanid gewonnen. Cesium wird hauptsächlich in Mineralien in der Natur gefunden, und eine kleine Menge Cäsiumchlorid wird auch in Carnallit gefunden.

Rubidium [r ú] kommt aus Gold, wie Klang. Ein seltenes Alkalimetallelement Rubidium. Elementsymbol Rb. Atomnummer 37. Befindet sich in Gruppe IA des fünften Zyklus des chemischen Periodensystems. Rubidium wurde erstmals in Lithiummica entdeckt. Lithiummica wurde in den 1860er Jahren gefunden. Seine Eigenschaften sind sehr seltsam. Wenn er in die brennende Kohle geworfen wird, erbricht er Schaum und härtet dann wie Glas aus. Analysen zeigen, dass es Lithium und Kalium enthält, aber auch ein Geheimnis birgt. In 1861 lösten Bunsen und Kirchhoff dieses Mineral an der Universität Heidelberg in Säure auf und fällten dann Kalium aus. Anschließend testeten sie den Rückstand, der zwei starke rubinrote Atomspektrallinien zeigte, die noch nie gesehen wurden und bestätigten, dass sie ein neues Element enthielten. Sie nannten es Rubidium nach dem lateinischen Wort "Ruidus" (tiefrot). Reine Rubidium-Metallproben wurden schließlich in 1928 produziert. Rubidium ist ein seltenes unabhängiges Industriemineral, das häufig in Lithiummica, Eisenlithiummica, Cäsiumzeolith, Salzablagerungen und Mineralwasser dispergiert ist. Nachdem Bunsei und Kirchhoff Cäsium und Rubidium mit ihrer etablierten spektroskopischen Analysemethode entdeckt hatten, wurde die spektroskopische Analyse im Bereich der Elementaranalyse weit verbreitet eingesetzt.
1. Eigenschaften und Eigenschaften von Cäsium und Rubidium
Cesiumkristall ist ein kubisches Kerngitter, mit einer reinen goldgelben Farbe, weich (Mohs Härte von 0,5), leicht und duktil. Der Schmelzpunkt ist sehr niedrig, nur 28.4 ℃, der Siedepunkt ist 669.3 ℃, und die Dichte ist 1.8785g/cm3. Cesium ist das Element mit dem größten Atomradius (265,4pm). Mit Ausnahme des radioaktiven Elements Francium ist Cäsium das reaktivste Metall in der Natur, leicht oxidiert in der Luft und reagiert heftig mit Wasser und Eis bei -116 ℃. Hat eine empfindliche photoelektrische Wirkung und ist sehr anfällig für Ionisation, wobei Elektronen freigesetzt werden. Cesium reagiert nicht mit Stickstoff, sondern kann mit Wasserstoff bei hohen Temperaturen zu relativ stabilen Hydriden reagieren. Cesiumiodid reagiert mit Bismuttriiodid zu unlöslichen hellroten Komplexsalzen. Cäsiumverbindungen umfassen hauptsächlich Cäsiumcarbonat, Cäsiumformiat, Cäsiumbromid, Cäsiumchlorid, Cäsiumfluorid, Cäsiumjodid, Cäsiumhydroxid, Cäsiumnitrat, Cäsiumoxid, Cäsiumsulfat, Cäsiumalum usw.

Die Kristallstruktur von Rubidium ist eine kubische Kernzelle, ein silberweißer wachsartiger Feststoff, mit einem metallischen Glanz, einer weichen und leichten Textur (Mohs Härte von 0,3) und Duktilität. Niedriger Schmelzpunkt von 38.89 ℃, Siedepunkt von 688 ℃, Dichte von 1.53g/cm3. Der Atomradius von Rubidium ist nur nach Cäsium zweitrangig (247.5pm). Rubidium hat ähnliche Eigenschaften wie Cäsium, mit extrem aktiven chemischen Eigenschaften: Es verliert sofort seinen metallischen Glanz in der Luft, wird heftig durch Sauerstoff oxidiert und kann zu einer spontanen Verbrennung führen. Die Reaktion ist sehr intensiv, wenn in Kontakt mit Wasser, und sogar Explosionen können auftreten, wenn Eiswürfel unter -100 ℃ ausgesetzt werden. Hat eine starke photoelektrische Wirkung.

2. Die Verwendung von Cäsium und Rubidium
Cesium hat ein breites Anwendungsspektrum. Cesiummetall und Cäsiumsalze sind in vielen Branchen unersetzlich. Cesium hat viele einzigartige physikalische und chemische Eigenschaften, wie extrem hohe Leitfähigkeit, extrem niedrigen Schmelzpunkt und starke Absorption, wodurch es in verschiedenen Bereichen weit verbreitet ist. Von der Entdeckung von Cäsium in 1860 bis 1926 gab es keine wesentliche industrielle Anwendung. Danach wurde Cäsium als Absorber für Elektronenröhren und später hauptsächlich zur Herstellung von Photovoltaikzellen und anderen lichtempfindlichen Komponenten verwendet. Bis in die späten 1970er Jahre wurde der größte Teil des begrenzten Produktionswerts von Cäsium für die Erforschung der thermischen Ionenleistungsumwandlung, Magnetohydrodynamik und Ionenmotorantrieb verwendet. Die Anwendung von Cäsiumsalzen in der chemischen Industrie, Petrochemie, Feinchemie und Biotechnologie wird ständig erweitert. Derzeit ist Cäsium zu einer unersetzlichen Ressource für andere Metallelemente geworden und wird als "Industriegold des 21sten Jahrhunderts" bezeichnet. Tatsächlich ist sein Preis mehr als zehnmal teurer als Gold. Derzeit wird es hauptsächlich in Bereichen wie Landesverteidigung und Militärindustrie, Luft- und Raumfahrt, Atomuhr, Kommunikation, Energie, chemische Industrie, geologische Exploration und medizinische Versorgung verwendet.

(1) Verteidigungsindustrie, Luft- und Raumfahrtindustrie
Cesium-Element ist eines der wichtigsten Materialien für die Herstellung von Atomuhren, die hochgenaue Zeitmesser mit einem Fehler von höchstens einer Sekunde alle drei Millionen Jahre sind und hauptsächlich in globalen Navigationssystemen verwendet werden. Es kann auch Ionenmotorstrahlruder, Nachtsichtbildgebungsgeräte, Alarme, Photoröhren, Photovoltaikzellen, Radioröhren, Infrarot-Signalleuchten und verschiedene optische und Detektionsinstrumente herstellen sowie Kernwaffen und Raketen herstellen.
(2) Geophysikalische, geochemische Exploration sowie Öl- und Gasexplorationsfelder
Cesium-Element kann verwendet werden, um unterirdische Mineralien und geologische Strukturen zu entdecken und zu studieren und dient als radioaktiver Tracer, um die Eigenschaften von unterirdischen Gesteinen und Böden zu messen. Verwendet für die Öl- und Gasgewinnung, sind seine Verbindungen Cäsiumformiat und Cäsiumcarbonat Bohrflüssigkeiten mit hoher Dichte, die die Stabilität und Effizienz von Bohrflüssigkeiten verbessern, Bohrlochkollaps und Gasleckage verhindern können. Verwendet für industrielle Radioaktivitätsmessung, Strahlungsdetektoren, Fernsehkameraröhren, Photomultiplikatorröhren usw.
(3) Ziviler militärischer Kommunikationsbereich
Cesium kann verwendet werden, um Glasfaserkabel, Photodetektoren, Laser und andere Geräte herzustellen, um die Geschwindigkeit und Qualität der Signalübertragung zu verbessern. Cesium ist auch ein Schlüsselmaterial für 5G-Kommunikationstechnologie, das in 5G, Ionen-Cloud-Kommunikation, Glasfaserkommunikation und mehr verwendet wird.
(4) Energiesektor
Verwendet für die Herstellung magnetischer Fluid-Energieerzeugungsmaterialien, thermische Ionen-Umwandlungsstromerzeugung, etc.
(5) Verwendet für industrielle Katalysatoren und Glas- und Keramikproduktion
Cesiunelement kann als Katalysator verwendet werden, um die Geschwindigkeit bestimmter chemischer Reaktionen, wie Ammoniak, Schwefelsäure, Hydrierung, Oxidation, Polymerisation und andere Synthesereaktionen zu beschleunigen. Cesiumverbindungen werden zur Herstellung von Spezialglas und Keramik verwendet, die die Leitfähigkeit von Glas verringern, seine Stabilität erhöhen und seine Lebensdauer verlängern können. Cesium kann verwendet werden, um Hochleistungs-Cäsium-Kalium feuerbeständiges Glas und andere Materialien herzustellen.
(6) Verwendet in der medizinischen Industrie
Cäsium-Element kann als Strahlungsquelle verwendet werden, und die radioaktiven Eigenschaften von Cäsium-137 Isotop sind ein wirksames Werkzeug zur Behandlung von Krebs und Epilepsie. Cesiumsalze können auch verwendet werden, um Schlaftabletten, Beruhigungsmittel und Stoßdämpfer vorzubereiten, und Cäsium kann auch als Material für medizinische Bildgebungsgeräte verwendet werden. Cesium-137 kann für Strahlenzüchtung, Lebensmittelstrahlenkonservierung usw. verwendet werden.

Rubidium und Cäsium haben ähnliche physikalische Eigenschaften und Atomradien, so dass ihre Anwendungen ähnlich sind und sie austauschbar in vielen Anwendungen verwendet werden können. Rubidium hat auch eine breite Palette von Anwendungen in neuen Materialien, neuen Pharmazeutika, Katalysatoren, Umweltschutz, nationale Verteidigung und Militärindustrie, Luft- und Raumfahrt, Informationsindustrie und Zivilleben.
(1) Energiesektor
Es kann für die Herstellung von Solarzellen, Photovoltaik-Stromerzeugungssystemen, optoelektronischen Halbleiterbauelementen, Rubidium-magnetohydrodynamische Stromerzeugung und thermische Ionenkonversionsstromerzeugung verwendet werden. Rubidium hat die gleiche Leitfähigkeit wie Schwefelsäure bei einer Temperatur von 20° Celsius, und aufgrund dieser Eigenschaft kann Rubidium für die Herstellung von ultradünnen Zellen verwendet werden.
(2) Informationstechnologie und Elektronik
Rubidium kann als Hochleistungsmaterial in Geräten wie optischen Displays, Glasfaserkommunikation und Lasern verwendet werden und verbessert die Geschwindigkeit und Genauigkeit der Informationsübertragung und -verarbeitung. Rubidium kann zur Herstellung elektronischer Bauelemente und Halbleitermaterialien sowie Verstärkungsmittel in einigen Metalllegierungen verwendet werden. Rubidium hat auch wichtige Anwendungen in Bereichen wie Lasertechnik, Glasfaserkommunikation und Satellitennavigationssysteme.
(3) Wissenschaftliche Forschung
Geologen verwenden die Radioaktivität von Rubidium-87, um das Alter von Gesteinen oder anderen Objekten zu bestimmen. Rubidium wird häufig in der quantitativen chemischen Analyse und Atomabsorptionsspektroskopie verwendet, um den Inhalt anderer Metallelemente in Proben zu bestimmen. Rubidium spielt eine wichtige Rolle in der nuklearen und atomaren Physik Forschung.
(4) Im medizinischen Bereich
Rubidium kann für die Strahlentherapie und nuklearmedizinische Diagnose von Krankheiten verwendet werden und verfolgt die Funktion und den Stoffwechsel menschlicher Organe und Gewebe durch nukleare Kennzeichnungstechnologie und spielt eine wichtige Rolle in der Frühdiagnose und Behandlung von Krankheiten. Es hat eine sehr positive Wirkung bei der Behandlung von Depressionen, Krebs und Alzheimer-Krankheit. Rubidiumjodid ist auch ein wichtiges Heilkraut für die Behandlung von Erkrankungen wie Hyperthyreose, Epilepsie und Syphilis. Es ist auch ein Anti-Schock-Medikament und ein Bestandteil in Augentropfen nach Arsenvergiftung. Rubidiumchlorid kann als Medikament für Antimanik und Stimmungsstabilisierer verwendet werden.
(5) Verwendet für die Herstellung von Glas, Keramik und Feuerwerk
Rubidiumsalz kann in der Herstellung von Glas, Keramik und Feuerwerk verwendet werden, als Rohstoff für die Herstellung von Lila und kann auch verwendet werden, um spezielles Glas herzustellen.
3. Berühmte Cäsium- und Rubidiumlagerstätten in China
China verfügt über reichlich Rubidium- und Cäsiumressourcen, mit Reserven, die zu den Top der Welt gehören und eine komplette Palette von Arten, die im ganzen Land verteilt sind. Die Rubidium- und Cäsiumressourcen in China existieren hauptsächlich in Lithiummica und Salzseesole. Die Cäsium- und Rubidiumressourcen in China sind hauptsächlich in der Altai-Region Xinjiang (48%) und Yichun, Jiangxi (25%) verteilt, gefolgt von Hunan (10%) Guangdong (9%) Qinghai (3%) Sichuan (3%) und Hubei (2%). Unter ihnen hat das früh entwickelte Keketuohai Bergbaugebiet in Xinjiang Cäsiumzeolithkonzentrat mit etwa 18%-25% Cs2O und Lithiummica mit 9% Rubidiumoxid (Rb2O), was es zu einem wichtigen Hersteller von Rubidium und Cäsium in China macht. Die Gesamtmenge der Hartgestein-Cäsiumressourcen, die in großen Bergbaugebieten in China entdeckt wurden, beträgt 61800 Tonnen, aber die überwiegende Mehrheit ist schwierig, Cäsiumressourcen zu verarbeiten, die mit Lithiummica verbunden sind, die keinen unabhängigen Entwicklungs- und Nutzungswert haben.
Derzeit gibt es in China keine unabhängig abgebauten Rubidiumlagerstätten, hauptsächlich in Form von zugehörigen Mineralien. Entsprechend dem Vorkommenszustand von Rubidium in China kann Rubidium in drei Arten unterteilt werden: Rubidium-Mineralressourcen vom Typ Lithiummica, Rubidium-Mineralressourcen vom Typ Feldspat und Rubidium-Mineralressourcen vom Typ Cäsiumzeolith. Lithium Glimmer Typ Rubidium Erz ist weit verbreitet in Jiangxi, Hunan und Henan Provinzen; Rubidium-Lagerstätten des Feldspat-Typs sind hauptsächlich in Xinjiang und Shanxi verteilt; Cesium Zeolith Typ Rubidium Erz wird hauptsächlich in Xinjiang, Sichuan, Yunnan, Jiangxi, Hunan und anderen Orten verteilt.
In den letzten Jahren wurde eine neue Runde bahnbrechender strategischer Maßnahmen für die Mineralexploration gestartet, um die Sicherheit strategischer Mineralressourcen zu gewährleisten. Verschiedene geologische Abteilungen haben ihre Anstrengungen in der geologischen Vermessung, Exploration und Forschung verstärkt und haben eine Reihe bahnbrechender Fortschritte gemacht. In den Cäsiumrubidium-Mineralressourcen wurden große und supergroße Rubidium-Lagerstätten entdeckt, wodurch das Monopol der Vereinigten Staaten gebrochen wird und China zum Land mit den größten Rubidium-Reserven der Welt wird.
① Südteil des metallogenen Gürtels Mount Wuyi in Guangdong
Die Rubidiumlagerstätten im Kreis Zijin, Stadt Heyuan, Tiantangshan, Kreis Longchuan, Kreis Jiaoling, Stadt Meizhou und Kreis Shixing, Stadt Shaoguan im südlichen Abschnitt des metallogenen Gürtels Mount Wuyi in der Provinz Guangdong. Derzeit erreichen die nachgewiesenen Rubidiumsreserven 175000 Tonnen, und der Gehalt an Rubidiumerz ist hoch, wodurch es leicht zu reinigen und zu verarbeiten ist. Diese Rubidium-Lagerstätte ist von zwei Arten: Yanshan alterierte Granit- und Granit-Pegmatit-Lagerstätten. Rubidium wird hauptsächlich in Lithiummica gefunden, mit einer geringen Menge im Mikrolinienfeldspat. Diese Weltklasse-Schatzkammer mit enormem Reichtum ist als Chinas "World Rubidium Valley" bekannt.
② Mine Xiangyuan, Landkreis Dao, Provinz Hunan
Die Rubidium-Polymetalllagerstätte im Zhengchong-Abschnitt des Bergbaugebiets Xiangyuan im Landkreis Dao, Provinz Hunan, wurde gefunden, um innerhalb des Quarzits, der durch Granitalteration gebildet wurde, und innerhalb des Quarzitkörpers, der aus Granitalteration besteht, zu vorkommen. Gemäß den 2024-Daten des geologischen Büros der Provinz Hunan wurden drei Erzkörper nach industriellen Anforderungen mit einer Länge von 525 Metern und einer durchschnittlichen Dicke von 1-126.38 Metern abgegrenzt. Der durchschnittliche Gehalt an Rubidiumoxid (Rb2O) beträgt 0.201-0.224%. Mehr als 95% Rubidium ist in Eisenlithiummica vorhanden, begleitet von Lithium und Cäsium, das umfassend zurückgewonnen werden kann. Die Speicherkapazität der Klasse C von 33263,4 Tonnen und die Speicherkapazität der Klasse D von 123571,9 Tonnen für Rubidiumoxid (Rb2O) in der Tabelle angeben; 7824,82 Tonnen Cs2O.
③ Changchengling Mining Area, Yizhang County, Xiangnan
Changchengling Bergbaugebiet von Xinlian Mining unter der Zhongzhan Gruppe im Bezirk Yizhang, südliche Provinz Hunan ist eines der wichtigen Antimon Blei Zink Silber polymetallischen Bergbaugebiete im Nanling Mountain polymetallischen Metallogenen Gürtel. Die Rubidiumlagerung Changchengling gehört zum Porphyrtyp Granit. Forschungen haben gezeigt, dass Erze hauptsächlich aus Quarz, Serizit, Calcit und Moscovit bestehen. Seltene Metallelemente wie Rubidium sind hauptsächlich in Muskovit und Serizit in Form von Isomorphismus vorhanden. Die Massenfraktionen von Rubidium, Lithium und Niob+Tantal in Moscovit betragen 1.030%, 0.560%, bzw. 0.024%, bzw. Die Massenfraktionen von Rubidium, Lithium und Niob+Tantal in Serizit betragen 0,320%, 0,050%, bzw. 0,022%, bzw. Rubidium, als Hauptrückgewinnungselement, hat eine Verteilungsrate von 31,32% und 68,68% in Moscovit bzw. Serizit (2021, Zhu Enyi et al.). Der Rb-mineralisierte Granitkörper in diesem Gebiet hat eine große und weitreichende Ausdehnung. Die Rb-Mineralisierung ist relativ gleichmäßig und hochgradig, und ihre Ressource ist riesig. Es wird geschätzt, dass die Reserve an Rubidiumoxid (Rb2O) 12000 Tonnen beträgt, die eine super große Rubidiumlagerstätte erreicht hat. Die regionale prospektive Reserve beträgt über 50000 Tonnen.
④ Guobaoshan Rubidium Lagerstätte in der Provinz Gansu
Die Guobaoshan Rubidium Lagerstätte in der Provinz Gansu befindet sich im Landkreis Guazhou. Das Erz (Mineralisierung) kommt hauptsächlich im karbonhaltigen intrusiven Diorit-Granit (Pegmatit) und Tianhe-haltigem Natriumfeldspat-Granit (Pegmatit) vor, von denen letzterer die Hauptart rubidiumhaltigem Erz ist. Nach Analyse und Prüfung wurde festgestellt, dass der Gehalt an Rubidiumoxid (Rb2O) im ursprünglichen Erz 0,124% beträgt. Rubidium-Element kann hauptsächlich in Mikrokline (Kalium-Feldspat) und (Lithium-) Glimmer homomorph vorkommen, wobei Verteilungsraten von 71,13% bzw. 28,09%, liegen. Das Ausmaß dieser Lagerstätte hat einen super großen Maßstab erreicht.