世界铷资源现状及我国铷开发利用建议

孙 艳，王瑞江，亓 锋，李建康，梅燕雄

（1.中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037；2.国土资源部成矿作用与资源评价重点实验室，北京100037）

1 铷资源战略价值

稀有金属、稀土金属、稀散金属（简称“三稀”）是“十二五”规划培育发展战略性新兴产业所需要的功能材料、结构材料。在众多稀有金属资源中，铷除应用于军工部门和科学技术领域外，还应用于众多民用领域。人们最先发现铷的重要的性质，是因为它们是“长眼睛”的金属——具有优异的光电性能［1］。由于碱金属的晶体中有活动性很强的自由电子，因而它们具有良好的导电性、导热性。在一定波长光的作用下，铯和铷的电子可获得能量从金属表面逸出而产生光电效应［4］。将碱金属的真空光电管安装在宾馆或会堂的自动开关门上，当光照射时，由光电效应产生电流，通过一定装置形成的电流使门关上。当人走在自动门附近时，遮住了光，光电效应消失，电路断开，门就会自动打开。铷是制造光电管、光电池的最好材料，光线越强，光电流越大。铯和铷的新用途，开辟了铯和铷应用的广阔前景。目前，发达国家铯和铷的应用主要集中在高科技领域，有80%的铷用于开发高新技术，只有20%的铷用于传统应用领域。铯和铷在新能量转换中的应用显示了光明的前景，并引起世界能源界的注目。铷又是红外技术的必需材料，利用这些光电管、光电池可以实现一系列自动控制。铷的另一重要性质，就是它们所产生的辐射频率具有长时间的稳定性。因此，可作为微波频率标准。一种准确度极高的铷原子钟，可以准确的测量出几十亿分之一秒的时间，它在370万年中的走时误差不超过一秒。离子推进发动机可用于卫星及宇宙飞船的推进，一架带有500g铯和铷的离子推进宇宙飞船，其航程大约是目前使用的固体或液体燃料的150倍。飞船上各种铯和铷制造的仪器，还能保证飞船飞行的高度准确性。用铷及其化合物作为发电材料的磁流发电机（MHD）中铷在磁流发电机中作为导电体使用，其作用像普通发电机中的电枢一样。将这种发电机与原子能发电站配合使用，可以使电站的总热效率由29%～32%提高到55%～66%。热离子发电器是利用二极真空管的原理，将热能直接转变为电能。用铷制作的热电换能器，如与原子反应堆联用，在反应堆的内部可实现热离子热核发电［5－11］。

2 铷资源储量概况

据美国地质调查局资料，全球R2O储量为341万t，其中伟晶岩中R2O储量总计167万t，盐湖卤水（死海和大盐湖）中R2O储量总计109万t，德国地下光卤石矿中的R2O储量总计约65万t。国外伟晶岩中Rb2O储量共计18.3万t，其中津巴布韦11万t，占58%；纳米比亚5.5万t，占29%；加拿大1.3万t，占7%。这三个国家Rb2O储量为17.8万t，占国外伟晶岩铷资源的95%。国外盐湖卤水中Rb2O储量为109.4万t［12］。

据国土资源部信息中心2011年内部资料，目前我国Rb2O储量约为29.3万t，基础储量约43.5万t，资源量约135.9万t，查明资源储量约179.4万t，其中伟晶岩中R2O约148.7万t，占全国铷资源储量的82.9%。我国铷资源储量主要分布在江西、湖南两省，其中江西占全国的99.9%。江西宜春是我国最主要的铷供应地。我国铷资源量以新疆居首，占全国资源量48%，其次是江西25%，湖南10%，广东9%（图1）。

图1 我国铷资源量分布图

3 铷资源开发利用现状

美国是铷精矿产量最大的国家，约占全球产量的48.1%，加拿大、俄罗斯亦有较大产量，分别占全球总产量的18.9%和15.9%，其次是津巴布韦、莫桑比克和纳米比亚。近几年中国铷精矿产量均不足4000t，仅占全球总产量的3.3%。中国铷精矿产量较小，远不能满足国内市场需求，因而每年需要从国外大量进口铷精矿。以2010年为例，中国消耗铷精矿1.1万t，进口量为0.7万t。

美国目前主要从盐湖卤水中提取铷，主要的企业是Cabot公司。加拿大是全球主要的铷矿和铷盐生产国，该国生产铷盐原料均来自加拿大马尼托巴湖的伯尼克湖矿区，该矿区的矿石供应多个国家。德国是全球主要的铷盐生产国。德国Chemetall公司从加拿大和津巴布韦进口铯榴石以提取铷、铯，近几年还从我国江西进口锂云母，提锂后的母液作为铷、铯化合物的生产原料。日本主要从津巴布韦进口铯榴石，采用硫酸法生产铷、铯化合物。津巴布韦和纳米比亚是锂云母、铯榴石的供矿国，两国国内现无铷盐和铷金属生产厂家。中国铷产品消耗量逐年增加，以2010年为例，铷产品消费量为1.2万t，其中进口量为0.56万t［12－14］。

全球铷产品（包括铷盐和铷金属）主要消费国家是日本和美国，其他国家除用于传统领域外，也用于高科技和军工方面。

日本是近20年来世界上铷生产和应用发展最快的国家，其发展最快的领域是催化剂，特别是有机合成催化剂；美国是世界上最早生产和应用铷的国家之一。美国铷的应用主要集中在高科技领域，有80%应用于开发高新技术，20%用于电子器件、特种玻璃、催化剂等传统领域［12－14］。

目前，我国的铷资源主要是从固体铯榴石和锂云母等金属产出时得到副产物。新疆是我国最早的铷生产基地，江西宜春是当下最主要的产地。我国盐湖和卤水中富含大量的铷资源，母液储量大，但是铷浓度不高，通常和大量化学性质相似的锂、钠、钾、铯共存，给工业上分离和利用带来困难［15］。通过蒸发浓缩后铷含量得到富集，从中有效的提取铷成为研究热点［16］。

4 我国铷资源特点

4.1 分布广

我国的铷矿资源具有分布范围大，分布规模明显的特征。主要分布在福建、甘肃、广西、河南、湖北、湖南、江西、内蒙古、青海、陕西、四川、西藏、新疆等13个省（区）。

4.2 矿床类型多，但资源集中

铷矿资源的类型多，可分为内生和外生两大类，进一步分为花岗伟晶岩型、花岗岩型、盐湖型，若考虑花岗岩风化壳型铷矿资源，则可增加内生外成型铷矿资源。但主要铷资源集中于为花岗岩型、花岗伟晶岩型和盐湖型，其他类型的铷矿床规模较小或尚未大规模开发利用。

4.3 成矿时代集中

从成矿时代来看，中生代，特别是燕山期是硬岩型铷矿资源形成的极盛时期，在南方几乎所有的特大型、大中型矿床都与燕山期岩浆构造活动有关，属燕山期成矿（图2）。

图2 我国硬岩型铷矿成矿时代分布图

4.4 独立矿床少

由于铷地球化学的特殊性，目前尚未发现独立的铷矿物。与之类似，我国也尚未发现独立的铷矿床。

4.5 开发利用难度大

与国外资源相比，我国的铷资源具有低品位、开发利用难度大的特点。在硬岩型铷矿资源中，根据铷的赋存状态可分为主要赋存于云母的云母型铷矿资源和主要赋存于长石中的长石型铷矿资源。我国今年新发现的矿山中铷矿资源主要赋存在长石中，长石中的铷难以提取［17－19］。

5 铷矿资源开发利用建议

根据我国铷资源的特点，我国铷矿资源的开发利用应遵循以下三个原则。

5.1 开发利用已有矿山的尾矿资源

江西宜春414钽铌矿床、广西栗木钽铌矿床、新疆可可托海3号脉都库存了大量的高品位铷矿资源，这些尾矿具有易开采的特性，而且一些铷主要赋存在白云母或锂云母中，提取工艺较为成熟。这些尾砂资源是一种高品位、易选冶的高品质铷矿资源，建议我国在积极寻找新的铷矿资源产地的同时，加紧该类资源的开发利用。

5.2 加强低品位铷矿资源的选矿工艺研究，寻找高品位的云母型铷矿源

我国新发现的铷矿资源多赋存在长石中，品位勉强达到云母型铷矿资源的最低工业品位，难以开发利用，但该类资源的金属量巨大，建议加强该类资源的选矿工艺研究，使之从潜在资源变为可利用资源。同时，也应该加强高品位云母型铷矿资源的找矿工作，可重点在阿尔泰、川西、华南地区开展找矿和评价工作。对于低品位大吨位的矿产地不宜大动干戈，应该把高品位、易选冶的矿产地作为优先开发的重点，加强深加工，不应该大开大污染而低受益。

5.3 加强铷资源的综合利用研究

铷矿资源的特征是品位低，且多与其他稀有金属共（伴）生，可以通过加强铷与其他稀有金属的综合利用研究，把铷的劣势转化为优势。例如，江西宜丰同安稀有金属矿床，产有锂、铍、钽、铌、铷、铯等多种资源，但由于粒度细，且因主要赋存于长石中而无法分离，可以尝试把集中稀有金属作为一个整体加以利用，如制造特征陶瓷，可能会产生意想不到的经济价值。

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