国内外铷资源开发利用研究及政策建议

　　摘要：铷与锂属同族元素，具有相似特性，近年来大量研究表明，铷在许多领域有着重要用途。美国、日本等西方发达国家多将铷用于高科技领域，技术相对成熟且封闭，应用地位领先。我国多将铷应用于工业、生物医药等传统领域，相关研究资料也多集中在成矿规律及提取工艺等专业研究上。本文梳理了铷矿资源概况，研究了铷资源的开发利用情况，针对现有状况，从资源保护开发、产业发展、技术攻关等角度提出了政策建议。

　　关键词：铷;开发利用;战略性新兴产业;矿产资源

　　金属方向论文投稿刊物：《有色金属加工》(双月刊)1972年创刊，为有色金属加工行业的综合性期刊。主要刊登铝、铜、稀有金属加工技术及发展方向、有色金属加工技术改造、技术创新和科研成果、有色金属加工新工艺、新设备、新技术的应用和开发、改进有色金属加工工艺和设备性能的试验研究报告或技术论文、生产技术经验、国内外有色金属加工动态等。

　　铷属碱族金属，光电性能活跃，在许多领域中有着重要用途，自然界中没有单独铷矿物，但大量存在于锂云母、铯沸石、光卤石中。铷与锂属同族元素，具有相似特性，锂作为新能源新材料已得到广泛应用，铷可成为一种新型战略资源。近年来，铷除在电子器件、催化剂、特种玻璃、生物化学及医药等传统领域应用取得较大进展外，在磁流体发电、热离子转化发电、离子推进发动机、激光能转换电能装置等高科技领域中也显示出一定应用潜力[1]。

　　1铷资源主要用途

　　根据GHOTBI等[2]的研究成果，铷可用作检测受损组织及心脏病的示踪剂，且成像质量精确。ZADIK等[3]的研究成果显示，铷被应用于巴基球(C-60)后，通过改变晶体结构，可形成具有绝缘、超导、磁性的Jahn-Teller金属，这种金属可在施加压力后，由绝缘变为超导。HARUNA等和ROELCKE等的研究成果显示，铷在动物体中会被大脑肿瘤有限吸收，可用来定位脑肿瘤[4-5]。

　　此外，据大量相关研究资料，带有500g铯和铷离子的推进发动机可用于卫星及宇宙飞船推进，其航程大约是目前所用固体或液体燃料的150倍;以铷及其化合物作为发电材料的磁流发电机，可以使电站的总热效率由29%～32%提高到55%～66%;用铷制作的热电换能器，在反应堆的内部可实现热离子热核发电。

　　用铷制造的铷原子钟，在370万年中的走时误差不超过1s，在全球定位系统中起着至关重要的作用，美国海军天文台的时间尺度就是基于48个加权原子钟，其中包括4个铷原子钟，我国已将高精度铷钟应用于北斗全球系统建设;铷用于医疗行业，可用来治疗抑郁症、癫痫、甲状腺疾病，还有研究指出铷有降低肿瘤数目和肿瘤平均重量的作用，即抗癌功能;使用碳酸铷的特种光纤，可大大提高通信网络的稳定性和耐久性;铷及其化合物，特别是有机化合物，在许多类型的反应中具有很好的催化性能[6-7]。

　　2铷矿资源概况

　　2.1世界铷矿资源概况

　　据美国地质调查局《世界矿产品摘要2019》，美国、阿富汗、澳大利亚、加拿大、丹麦、德国、日本、哈萨克斯坦、纳米比亚、津巴布韦、秘鲁、俄罗斯、英国和赞比亚等国均发现含铷矿体，储量共计约9万t(折氧化铷)，其中纳米比亚5万t，津巴布韦3万t。

　　2.2我国铷矿资源概况

　　据自然资源部信息中心数据，我国江西、湖南、新疆等12个省(区)探明有铷矿资源，探明储量逐年增长。截至2018年底，查明资源储量223.68万t，较2017年增长14.2%，其中基础储量为26.36万t，资源量为197.32万t。从地区上看，江西省82.45万t，占全国查明资源储量的36.9%;新疆维吾尔自治区64.73万t，占28.9%;广东省29.64万t，占13.3%。上述三省(区)合计176.82万t，占79.1%。

　　3铷矿资源开发利用概况

　　3.1世界铷矿资源生产消费概况

　　目前，世界各国应用的铷只能从锂云母、铯沸石等矿物中作为伴生矿提取。铷资源稀缺，已成为全球对该元素应用的瓶颈。国外铷主要产地位于津巴布韦、纳米比亚、加拿大、德国等国，其中津巴布韦、纳米比亚是锂云母、铯沸石的供矿国，但两国均不生产铷产品。美国卡博特公司是目前全球最大铷行业一体化生产商，全球铷市场几乎被其垄断。

　　加拿大是全球主要的铷矿和铷盐生产国，该国生产铷盐的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Chemetall公司从加拿大和津巴布韦进口铯沸石以提取铷，近几年还从我国江西进口锂云母，将提锂后的母液作为铷化合物的生产原料。日本主要从津巴布韦进口铯沸石，采用硫酸法生产铷化合物[6]。全球铷消费量较小，近年来消费量维持在10～12t。

　　美国是世界上最早生产和应用铷的国家，近年来，美国通过跟踪评估矿物来源与用途，为减少对国外进口矿产的依赖，2018年公布了35种关键矿物清单，铷是其中之一。美国对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%用于特种玻璃、催化剂等领域，每年的消费量为5～6t。日本是近20年来世界上铷生产和应用发展最快的国家，2009年7月，日本出台的《稀有金属保障战略》，将铷作为优先考虑的战略性矿产，其对铷的应用发展最快的领域是催化剂，特别是有机合成催化剂，目前每年的铷消费量为1～2t[8]。

　　3.2我国铷资源生产消费概况

　　我国于1956年开始进行铷的冶炼研究，1960年代初投入生产，新疆、江西等省(区)相继开发了铷资源，2012～2016年，铷年产量约3t，国内只有个别企业用铷做催化剂，年消费量约为3t[8]。我国与铷有关的探矿权较少，且没有采矿权。近年来，中矿资源集团股份有限公司通过收购江西东鹏新材料有限责任公司、美国卡博特(Cabot)特殊流体事业部等公司，一举成为世界上最大的开采铯沸石的矿业企业及世界第一大铷铯产品生产商与供应商，主要生产电池级氟化锂、铯盐、铷盐产品。

　　新疆有色金属研究所是以国内稀有金属锂铷铯新材料研究、开发、推广应用为主的专业科研院所，先后建成了多条锂铷铯高纯盐类生产线，研制生产各类锂铷铯新产品达50多种。此外，以储量达17.56万t的广东省龙川县麻布岗天堂山矿区超大型独立铷矿床的探获为契机，光鼎国际控股集团主导创立“世界铷谷”项目，联合多家大学和科研机构开展应用研究，推动以“铷”为代表的“新材料、新技术、新产品、新模式”等新产业实现有计划的研发、产业转化和产业布局，相关研究已取得一批成果，比如含铷薄膜太阳能电池、铷基高温压电陶瓷、含铷活性生物玻璃敷料、铷基环保催化剂等专利技术成果。

　　多年来，我国持续开展铷矿资源的勘查开发、提取利用等方面的研究，相比境外铷矿资源赋存情况，我国已具有较大优势地位，在加强铷在传统领域应用的同时，不断加大铷在高新技术领域的应用研究。现阶段，我国铷主要应用于传统工业领域，关于应用研究的公开文献资料较少，相关文献资料多集中在成矿规律及提取工艺等方面，虽有企业积极开展铷矿应用研究，但多处于探索阶段，相关高端产品产业化进程迟缓。

　　同时，因铷的光电性能活跃，铷矿多为伴生矿，其勘探、提取成本高，在缺少国家政策特别是产业指导以及科技指引等政策支持的环境下，企业探矿及科技研发投入大，投资风险高。此外，我国传统产业发展面临的资源环境约束更加严峻，调整经济结构和转变经济发展方式的压力不断加大，这些情况对铷矿开发利用及产业发展都是较大考验。

　　4建议

　　为推进我国经济转向高质量发展，战略性新兴产业成为必然选择，而矿产资源是发展战略性新兴产业的物质基础，因此，要稳步推进我国铷等稀有稀缺矿产资源的保护开发与相关产业发展，做好规划、合理开发并科学利用铷矿，可促进我国经济转型升级、带动一批新产业形成，并有望在铷资源应用上赶超相关国家。

　　4.1将铷列为关键性矿产资源并加强保护开发

　　新一轮矿产资源规划编制前期研究工作已经启动，建议在开展相关研究工作时，系统梳理分析美国、日本、欧盟等国外关键矿产或战略性矿产目录或清单，厘定我国经济社会发展所需的大宗性的战略性矿产，以及与战略性新兴产业发展息息相关的关键性稀有稀缺小矿种矿产。建议将铷列为关键性矿产，提高勘查开发准入门槛，加强审批管理，扶植一批技术先进、竞争力强的开发利用龙头企业，实现资源合理开发利用，摆脱对国外进口的依赖。

　　4.2进一步推进铷开发利用产业化发展

　　铷资源在高科技领域具有许多重要用途，可以预见在未来的十几年乃至几十年，其应用前景及用量都会不断增大。现阶段，需要开发、选冶、应用等多环节涉及的部门与机构密切配合，在资源开发、技术创新、财政税收等方面给予政策倾斜，推进铷资源勘查开发、铷资源冶炼提取、铷新材料应用产业发展，充分发挥铷等稀有稀缺矿产资源在国家经济社会发展中的作用。

　　4.3建议国家层面统筹加强铷高精尖领域利用技术攻关

　　我国虽有铷相关研究，但大多集中在成矿规律、开发利用管理及提取工艺等基础理论研究领域，急需国家科技主管部门主导，以现有技术专利为基础，合理利用勘探开发企业探获的铷矿资源，加强产学研深度融合，组织开展离心机浓缩提纯等技术攻关，稳固铷传统应用领域的同时努力拓展新的高科技领域应用点，争取形成具有自主知识产权且有竞争力的应用技术，突破国外相关技术封锁，助力国家创新驱动发展战略。

　　参考文献

　　[1]铷铯资源应用随科技进步不断扩大[N].中国有色金属报，2016-08-20.

　　[2]GHOTBIAdamA，KJAERAndreas，HASBAKETPhilip.Review：comparisonofPETrubidium-82withconventionalSPECTmyocardialperfusionimaging[J].ClinPhysiolFunctImaging，2014，34(3)：163-170.

　　[3]ZADIKRH，TAKABAYASHIY，KLUPPG，etal.Opti-mizedunconventionalsuperconductivityinamolecularJahn-Tellermetal[J].ScienceAdvances，2015，1(3)：e1500059.