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天然铷矿的化学成分及其在工业应用中的优势是什么?

时间:2024-10-09 17:16

来源:奇熊百科

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天然铷矿的化学成分及其在工业应用中的优势是什么?

文 | 文史情报处

编辑 | 文史情报处

天然铷矿是一种珍贵的矿产资源,其中包含着铷元素,它在工业领域中展现出令人瞩目的广泛应用,铷元素的独特性质和多样化的化学成分,使得天然铷矿成为电子、磁性材料、化工和医药等多个领域的重要原材料。

它不仅因其稀有性和分布而备受关注,更因其独特的化学成分和性质,在各个领域中发挥着不可替代的作用,从电子行业到医药领域,铷元素的应用正不断扩展,并为现代工业带来了无数的优势和可能性。

01

广东发现天然铷矿

天然铷矿中的铷元素在电子行业中有广泛的应用,特别是在电子元器件的制造和性能改善方面。

铷元素可用于制造碱金属离子电池,这种电池具有高能量密度和长寿命等优势,适用于移动设备、智能手表和医疗器械等领域,它在半导体器件中常用作掺杂剂,可以改变半导体的电导率,提高器件的性能和稳定性。

铷元素在光电器件中具有广泛应用,包括光电导、光敏器件和光电探测器等,其中,铷元素在光电导中可以提高材料对光的敏感性和响应速度。

铷元素可用于制造激光器件,如铷蒸汽激光器,用于激光束的放大和调谐,它在通信技术中被广泛用于频率合成器、振荡器和微波器件等,用于信号调制和处理,它在纳米技术中也有一定应用,如纳米电子器件的制造和控制。

铷原子钟在北斗卫星中起到了“心脏”的作用,时间精度达到了300万年只差一秒,定位精度能够达到分米级,可以称之为“最强中国心”。

铷是一种碱金属元素,单质是银白色,别看不起眼,铷-87目前的市价已经达到了每克4万-5万的高价,不是有钱就能买到的东西。

在地壳中的含量为17%,截至目前探明的储量有2000万吨左右,但是全世界年产量只有4吨,而黄金的全球年产量已经达到了3628吨,这是因为自然界中还没有发现独立的铷矿,需要多道工序进行提取才能获得,而它的提取难度和开采难度都极大。

1850年,德国物理学家本生和化学家基尔霍夫首次发现了这种元素,但纯净的铷被提取出来已经是48年之后了。

上世纪五十年代我们才开始研究这种元素,并开始运用在各个领域,推动我国科学发展的速度。

由于铷资源的稀缺和开采难度大,我国一直都是依赖进口的,不仅花销大、价格还不稳定,加拿大、智利等地都有丰富的铷资源,可他们都是一伙的,根本不会轻易将这些资源卖给我们。

即便是等价交换,也会让我们付出更大的代价,类似的事情我们已经不是第一回遇见了。

一个发现让我们改变了现状,2018年,广东河源的天然铷矿让不少科学家惊喜不已,17.5万吨的储量足够我们解决燃眉之急,如果不出口给其他国家,我们应该是够用的。

日本在得知我国的这个巨型矿床之后可以说是夜不能寐,因为在他们国家并没有如此大型的铷矿,这么说其实还不够精确,不是没有大型的,是目前为止他们的国土上根本就没有可以开采的铷矿。

所以只能通过购买、回收等方式来收集,但这种方式获取的资源是微乎其微的,需求量远远大于供应量。说不定之后还要看我们的脸色,才能获得部分的进口。

因为从欧洲进口这些矿产的话,在价格上他们并不会占到什么便宜,反而在运输上的费用会更高,权衡之后很有可能会选择我们。

而不少人在鼓吹日本人节约的行为时,却忘了他们那是不得已而为之,当然了我们并不否定节约是一个优良传统。

02

“21世纪的黄金”

而日本之所以眼红,原因有二:你的小伙伴突然之间我们拥有了这么一座宝矿,自然是羡慕极了!

其二,中日两国的铷资源长久以来都是依靠进口的,他们的处境比我们还好一点,能够买到一些,我们在欧美各国的为主堵截下,想要获得这些珍贵的矿物资源真是太难的,但突然有一天我们不用进口了,他们心里那叫一个难受啊!

这就好比你和朋友都是月光族,但突然有一天,你那失散多年的富豪老爹出现了,从此你再也不需要为生活奔波了,就是啃老也能有花不完的钱。

那么,你的朋友遇见了这种情况指定气得吐血,直接红眼病就犯了。

日本作为一个岛国,在自然资源方面自然是比不上我们的,看到我们的这个铷矿床只能在家里干着急,一点儿办法也没有。

美国境内目前也没有可开采的铷矿,看到我们的这个矿床之后,首先想到的应该就是跟我们共享资源吧,毕竟这东西他们抢不走偷不走也毁不掉。

铷究竟有什么用处,能让大家为此眼红不已呢?

铷的化学性质活泼,具有很强的分散性,出现的时候一般都会伴随其他物质在一起,这个特性是的铷的保存要格外的小心,需要在同时也有着很好的导电性、热稳定性和抗腐蚀能力。

因此在能源、航天、军工等领域都有不可替代的作用,可以制造特种玻璃,推进火箭和制造电池,因此铷是一种新兴的战略资源。

这也导致它的价格越来越高,市场供求不平衡势必会导致对资源的哄抢。

正常情况下,核电站总热效率在30%左右,这种磁流体发电机已经算是高效了,但是含铷的磁流体发电机能有更高的效率,能达到60%,直接多了一倍。

在制作玻璃时放入一定比例的铷,可以让玻璃的稳定性更强,使用寿命也会比一般的玻璃要更长,这种特制的玻璃可以用作夜视装置。

铷也可以作为高能固体燃料产生巨大的能量,在能源领域也能发挥不小的作用,能够推动电池技术的变革,在医学领域也能发挥不小的作用,可以缓解癫痫病人的症状。

诸多领域的应用,让铷元素的市场需求不断扩大,不少国家也看中了它的军用价值,抢夺铷战略资源。

03

他国眼红不已

在广东发现的这个铷矿可以说是目前为止世界上最大的铷矿,光着一个矿床的储量在17.5万吨,既然该地理位置能够生成这么多,是否能推测该地区很可能还有类似的矿床,只是我们尚未发现。

按照19亿一吨的价格来算,该矿床的经济价值至少在330亿元,至于商业和军事价值更是无法用金钱来衡量的,在战略以及国家局势上带来的优势也是巨大的。

我国地大物博资源丰富,在新疆和云贵等地也有一些铷矿资源,虽然在产量上不如广东河源的这个多,绝对也属于别人见了要流哈喇子的程度!

这些大大小小的铷矿让有些大国看了也是自叹不如,不过他们心里的算盘已经打好了,价钱昂贵根本不是问题,只要能把这些资源搞到手那是不惜一切代价,因为钱这些东西根本不会对他们产生实质性的影响。

他们能靠着美元在全世界横行霸道,这些钱不过是从左口袋出去,在全球转一圈之后有回到了自己的右口袋里面,钱不仅没少还买回了这些战略资源,怎么看都没亏。

这也是我们急于打破美元在全球的霸权体系,长此以往就会发现钱和财都到了他们的手里,有了这两样他们就可以没有后顾之忧的发展自己的科技和军工。

真理只在大炮射程范围内,他们的武器越来越先进,敢与之对抗的只会越来越少。

04

战略性资源

近期被大家所熟知的镓,也是战略矿产,有“电子工业脊梁”的称号,由此可见它在电子行业、半导体行业的重要性。

美国如果停止进口我们的镓,就他们目前的储备量来说,估计只够用个一年半载的。

巧的是,全球68%的镓都在我国,超九成的镓都是我们生产出来的,其他国家虽然也有这种资源,但在开采力度上完全不及我国,而美国有超一半的镓都是从我国进口的。

在短期内他们想要迅速取代我们的地位也是很难的,就像我们要突破芯片这一难关一样,虽然美国可以联合其他国家进行生产和开采,可一年半年的时间根本不够用。

一些高精尖武器的生产也是需要用到镓的,比如有源相控阵雷达。

从开采到提取需要的是一个完整的产业链,由于我们的开采量大,已经摸索出更为高效环保的提取方式,产业链基本趋于成熟,提取出来的镓纯度也更高。

别的国家想要建立相同的产业链就会发现,钱花了,可是效果却没有达到预期,渐渐的也就放弃了建立自己的产业链,选择从我国进口。

一吨铝土矿估计也就能提取出来10g左右,估计地上随便捡起一块石头都会超过这个重量,他们根本不会花费这个功夫。

先不说镓在我国分布的多,仅仅是提取这一关他们就很难攻克,因为镓需要从铝土矿中提炼,而分解铝需要充足的电量供应,但欧洲一些国家的电力资源并不充足,所以他们连提取的前提条件都不具备。

在提取的过程中,还会产生大量的氯气,对动植物、人类、山河湖海都有影响,人体暴漏在这样的环境中很有可能中毒,也会感觉到不适,这样的话他们宁愿不生产镓。

一克铷的价格大概在两千元左右,是黄金的好几倍,可能有些国家还是愿意尝试一下,但是一公斤镓才一千多,这种没有“钱”途的事情,他们是不会干的,选择依赖进口。

更何况,现在镓的价格这么低,其他国家想要研发属于自己的产业链,要花费大量的人力物力资源,完全是在做赔本生意。

05

结语

其实,控制这些资源的进出口在一定程度上也掌握着他们的一些命脉,我国限制镓、锗等原材料的出口,就是对他们卡脖子的一种反抗。

研制芯片和建立镓产业链相当于一场博弈,谁的速度更快,就能在这场没有硝烟的战争中胜出,具有更大的话语权。

像铷、镓、锗这些战略资源,我们一定要守护好,合理的开采和利用这些资源,同时使价值最大化。

铷也被誉为第五代能源和21世纪黄金,相比于煤炭和石油这些能源来说,铷元素的开采和使用还任重道远,这也给我们带来了很好的发展机遇。

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