印象中黄金最贵的时候是四百多,就算是按照五百元计算,一吨黄金也就是五亿。
所以铷的价值比黄金贵多了。
那么铷为什么这么贵呢?今天就先来介绍一下铷。
金属铷。![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/cc02b66383fd4843e92773c2da374a66.jpg)
金属铷的原子序数是三十七,属于碱金属。
所谓的碱金属,和电子有一定的关系,都知道原子核外有电子层,而且电子就应该在各自的电子层运行,其实实际情况并不是这样的。
电子是按照不同的轨道来运行,一枚电子有可能出现的第一层,也有可能出现在第二层,甚至是最外层。
电子层其实是人为划分出来的一个区域,只能体现同一时间每一层电子的数目,但说明不了具体电子的来源,它是按照轨道来运行的。
所以如果将原子放在显微镜下,看到的不是井然有序的彷如行星围绕太阳转动的场景,而是各种彗星围绕太阳的运行,属于各种乱入,穿插在各个电子层中,看起来就像一团杂乱无章的云,所以真实的原子外的电子世界,是被叫做电子云的。
而碱金属的一个最重要的特点,就是拥有一条属于S轨道的最外电子层。
什么又是S轨道呢?
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轨道是通过形状划分的,比如S轨道的形状是一个球形(对!立体的),P轨道是双哑铃形或者是钟形的,一共有六个形状的轨道。
如果按照元素周期表进行分析,碱金属属于第一族,一共有六个这样的金属元素。
当然并不是所有第一族的都是碱金属,比如氢也属于第一族,但不是,因为氢的特性和碱金属差的太远了。
那么铷有什么特性呢?
颜色是银白色,而且是一种很软的金属,一不小心放在空气中,用不了几秒钟的时间,就会迅速的氧化。
如果不把它收藏起来,很快就会发生自燃。
当然收藏的时候,最好不要用水,因为它会和水发生剧烈的反应,甚至发生爆炸。(注:铷甚至遇到零下一百摄氏度的冰,都会引发剧烈的反应。)
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所以最好把它收藏在矿物油中,或者密封在稀有气体中。
听着是不是非常熟悉?和钠的性质很相似,因为钠也是碱金属。
所有的碱金属都具备非常相似的特点。
虽然碱金属的特点很相似,但彼此之间的差别还是很大的,比如它们这些相似的特点,随着原子序数的增大变的更为剧烈。
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六种碱金属中原子序数最大的钫,自然界都容不下它,有着很强的放射性,半衰期短的让它变得极为不稳定,想要在自然界中找到钫是不可能的,只能在衰变链的产物中找到对应的痕量存在。
以至于科学家们一直想要合成第七种碱金属都以失败告终,毕竟钫都需要在衰变链产物中的痕量中寻找,更加别说只存在于想象中的第七种碱金属了。
至于铷元素,虽然反应激烈,可没有钫那么剧烈,所以在自然界中是有铷的存在,而且是以两种同位素的形式存在,铷85占据72%相对稳定,铷87占据28%具有微放射性,半衰期达到了四百九十亿年。
四百九十亿年,这个时间超过了宇宙年龄的三倍。
铷为什么这么昂贵呢?![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/cc923e0d043afffd0cef26d9398ffcbf.webp)
其一,这和地球的储藏方式有很大的关系。
要说把全球的铷全部提取出来,在所有的元素储量中,它可以排到第十六位。
这个数据看不出什么,做个对比就明白了。
铷和铜的储量对比,它比铜的含量还要高。
但麻烦的是铷的分布是非常的分散。
而且因为本身在空气中表现的特殊性,就没有独立矿床,所以只能以一些特殊矿产的副产品进行生产。
比如金属锂、金属铯,需要说明的是这两样金属也是碱金属,所以这就造成了铷非常尴尬的地位,提取及其困难。
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更加尴尬的是,它在这些矿物中的含量极低,只占1%左右,含量最低的时候可以达到0.3%的程度。
以至于在进行分级结晶进行提纯的时候,需要提纯三十次才可以的到一些铷矾。
所以储量虽然非常丰富,但分散的太稀疏了,再加上本身的太过活泼,活泼到只能作为其他碱金属的副产品进行生产。
所以产能上的限制,让铷的价格非常的昂贵,毕竟物以稀为贵嘛。
其二,铷的应用。
铷的应用范围还挺广的,化学领域,电子领域都有应用,比如制作成高精度的原子钟,当然比铯原子钟还差点,但也可以做到三百七十万年误差不超过一秒。
比如美国的全球定位系统,就是利用铷频率标准来制作主频率标准的。
如今在电信行业中,铷频率标准正在大规模的使用中。
它还能制作特种玻璃,催化剂。
因为铷可以在较低的条件下直接汽化,所以在光学研究上也有应用,比如在原子级别下进行激光操控技术。
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甚至它还可以代替身体的钾离子在身体中运行,而不危害身体。
举个例子,通常情况下,一个七十公斤重的人体,因为日常生活的接触,体内含有0.36克的铷含量。
如果在人体中将铷含量提高到五十倍,甚至是一百倍,要是别的元素,一定会出现一些特别的症状,但铷却不一样,人体没有任何的不适感。
所以在研究细胞的离子通道的时候,铷是一种不可替代的材料。
再有铷和钾在细胞里有着互换的功能,所以在生活中铷也会自然而然的进入到生物体中,于是就出现了这么一个奇怪的现象,当大量的生物组织聚集起来,同时也会聚集起铷的放射性现象。
什么意思呢?比如得了脑肿瘤,肿瘤就会比正常的细胞组织更加容易的积累铷元素。
根据这一特点,就可以对肿瘤的位置进行定位,甚至是照相了。
一些疾病和缺少铷元素也是有关的,只要适当的在体内补充足量的铷元素,就可以舒缓病情。
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高科技中,也有铷的参与。
比如可以应用到离子推进发动机中,放在宇宙飞船中使用。
根据推算,携带五百克的铯和铷的离子推进飞船,是目前携带固体燃料或者液体燃料飞船航程的一百五十倍。
铷还可以制作成发电机中的电枢,这要是和核电站相结合,总的热效率直接攀升一倍还多,最高可以达到66%。
现在铷在高科技领域的应用中占了非常大的比重,每年开采出来的铷有80%就集中在高科技领域,20%在传统行业。
铷矿资源的开发利用状态![](http://image.uc.cn/s/wemedia/s/upload/2024/cf1dd4469c451e88fe03a3692d5f7480.jpg)
在2013年之前做过一个相关调查,美国是铷精矿产量最大的国家,全球的占有率就接近了一半的水平,然后是加拿大和俄罗斯,分别占有18.9%和15.9%。
三家就占据了全球80%得份额,中国的铷精矿产量才四千吨,全球占比在3.3%。
而中国却对铷精矿的需求非常的巨大,就说2010年的时候,中国在这一年就消耗掉了一万一千吨铷精矿。
不仅如此消耗掉的铷制品也很多,达到了一万两千吨,需要进口的就有五千六百吨。
所以铷精矿的缺口很大。
但有一点需要注意的是,2010年之前中国消耗掉的铷精矿,大多都消耗在了传统行业中。
也就是说,随着科技的发展,中国对铷的需求会进一步的加大。
以高科技领域消耗铷精矿为例,在2010年之前全球在这方面消耗最多的是美国和日本。
那么铷在中国的分布情况如何呢?
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铷在中国的分布还是有的,在十三个省区都有发现。
但和国外相比较中国的铷资源的品味是很低的,所以开采的难度很大。
前文提到了,铷只能作为矿业的副产品来生产,本身含量就低,不说提纯的工艺如何,就说次数,高达三十次的提纯,非常的困难。
近些年来铷矿的发现,很多都集中在长石中,而想要从长石中提取铷,难度还要比一般的矿石还要难。
不过从2011年以后,中国对于铷矿的勘查和研究,也在一步步的展开,受重视程度也在加大。
比如这次发现在广东河源地区的铷矿床,就给中国一个不小的惊喜。
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更加重要的是这还是一片独立矿床。
什么是独立矿床呢?
首先得解释一下什么叫矿床。
在一般人看来所谓的矿床就是有用矿物的聚集地,这个想法其实是错误的。
矿床含有两层含义,一个是矿物的聚集地,另一个是是否具有开采价值。
比如说在十九世纪的时候,所谓的铜矿床,它的含铜量必须达到5%以上,不然开采出来的铜,成本比价格要贵很多。
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所以5%以下含铜量的矿石区就不是铜矿床,但随着科技的脚步,现在的标准下降了很多,含0.4%的铜矿也具备了开采价值。
那么独立矿床又是什么呢?指的是含一种矿物质元素,而不是多种元素聚合的伴生矿。
一直以来因为铷的独特性质,太过活泼所以只能以伴生矿的形式,副产品的形式被生产。
而这次河源发现的铷独立矿床,意味着含量不仅高,而且还是单一元素,开采的价值自然不必说了。
而且高达17万吨的储量,就可以进入到自给自足的地步。
自给自足好啊!