銫銣基本性質(zhì)及產(chǎn)業(yè)鏈
銫(Cesium),元素符號(hào)Cs,原子序數(shù)55,密度1.88g/cm3,熔點(diǎn)28.4℃,沸點(diǎn)678.4℃。金屬銫呈淡金黃色,非常柔軟,具有延展性。
銫的化學(xué)性質(zhì)極為活潑,化合物主要包括:碳酸銫、甲酸銫、溴化銫、氯化銫、氟化銫、碘化銫、氫氧化銫、硝酸銫、氧化銫、硫酸銫、銫礬等。
在下游應(yīng)用方面,作為一種稀有礦種,銫金屬和銫鹽在很多行業(yè)具有不可替代性,目前主要應(yīng)用領(lǐng)域有原子鐘、能源領(lǐng)域、化工領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域等。
銣(Rubidium),元素符號(hào)Rb,原子序數(shù)37,密度1.53g/cm3,熔點(diǎn)38.89℃,沸點(diǎn)688℃。金屬銣呈銀白色蠟狀,質(zhì)軟而輕,有延展性。
工業(yè)上利用的銣的化合物主要有銣氧化物(Rb2O、RbO2、Rb2O2等)、氫氧化銣、碳酸銣、硫酸銣、硝酸銣等。
由于銣和銫具有相似的物理性質(zhì)和原子半徑,因此二者的下游應(yīng)用類(lèi)似,在許多應(yīng)用中可以互換使用。
但由于銫比銣具有更強(qiáng)的正電性,且銣沒(méi)有獨(dú)立礦床,通常是生產(chǎn)鋰和銫的副產(chǎn)品,并不比銫更易獲得,使得銫比銣的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛。
全球銫資源稀缺,資源集中度高
銫在自然界沒(méi)有單質(zhì)形態(tài),主要以鹽形式極少的分布于陸地和海洋中,全球保有礦石量稀少。
銫具有獨(dú)立礦物銫榴石,Cs2O含量在5%~32%,是提取銫的主要原料。
根據(jù)USGS的數(shù)據(jù)顯示,2020年全球偉晶巖型銫礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量為21.71萬(wàn)噸,其中加拿大12萬(wàn)噸,津巴布韋6萬(wàn)噸,納米比亞3萬(wàn)噸,澳大利亞0.71萬(wàn)噸。
全球銫礦資源非常稀缺,目前可規(guī)?;_(kāi)采的銫榴石資源主要集中于三大礦區(qū):
加拿大Tanco礦區(qū)、津巴布韋Bikita礦區(qū)和澳大利亞Sinclair礦區(qū)。
由于Tanco礦山2010~2013年間發(fā)生冒頂,后暫停運(yùn)營(yíng),2017~2018年完成了塌陷區(qū)的修復(fù),因此USGS在2016~2019年間沒(méi)有將Tanco礦區(qū)的保有銫資源統(tǒng)計(jì)在內(nèi)。
2019年6月中礦資源集團(tuán)股份有限公司100%收購(gòu)美國(guó)CABOT公司特殊流體事業(yè)部及其所屬的Tanco礦山后,2020年USGS又增加了加拿大保有偉晶巖銫榴石型銫資源數(shù)據(jù),新增的加拿大保有12萬(wàn)噸銫氧化物資源全部來(lái)源于Tanco礦山。
銣資源沒(méi)有獨(dú)立礦物,主要為鋰和銫的副產(chǎn)品
銣資源總儲(chǔ)量的90%以上存在于鹽湖中,但通常處于微量濃度(約0~20mg/L),開(kāi)發(fā)利用價(jià)值有限。
目前大部分銣從花崗偉晶巖中提取,載體礦物主要為鋰云母、鐵鋰云母、銫榴石和鉀長(zhǎng)石。
雖然銣比鋰和銫的地球豐度高,但由于不存在富銣礦物,提取難度較大,主要作為銫和鋰的加工副產(chǎn)品產(chǎn)生。
全球銣資源主要集中在納米比亞、津巴布韋和加拿大三國(guó)。
根據(jù)USGS數(shù)據(jù)顯示,2020年全球銣資源儲(chǔ)量10.2萬(wàn)噸,其中納米比亞5萬(wàn)噸,津巴布韋3萬(wàn)噸,加拿大1.2萬(wàn)噸,其他國(guó)家1萬(wàn)噸,資源集中度高。
全球銣消費(fèi)量較小,近年來(lái)消費(fèi)量維持在10~12噸。
美國(guó)是世界上最早生產(chǎn)和應(yīng)用銣的國(guó)家,2018年將銣列入35種關(guān)鍵礦物清單。美國(guó)對(duì)銣的應(yīng)用80%用于開(kāi)發(fā)高新技術(shù),20%用于特種玻璃、催化劑等領(lǐng)域,每年的消費(fèi)量為5~6噸。
日本是近20年來(lái)世界上銣生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展最快的國(guó)家,2009年7月日本出臺(tái)的《稀有金屬保障戰(zhàn)略》將銣作為戰(zhàn)略性礦產(chǎn),其對(duì)銣的應(yīng)用發(fā)展最快的領(lǐng)域是催化劑,特別是有機(jī)合成催化劑,目前每年的銣消費(fèi)量為1~2噸。
中國(guó)尚無(wú)可供獨(dú)立開(kāi)采的銫銣資源
國(guó)內(nèi)銣銫資源生產(chǎn)以開(kāi)發(fā)固體礦物為主,銣主要以伴生礦產(chǎn)的形式存在,主要來(lái)自鋰云母,銫資源主要分布在新疆的阿爾泰地區(qū)和江西宜春。
其中早期開(kāi)發(fā)的新疆可可托海礦區(qū),銫榴石精礦含Cs2O 18%-25%左右,鋰云母中含Rb2O 0.9%,是國(guó)內(nèi)重要的銣銫產(chǎn)地。
自可可托海3號(hào)礦關(guān)閉以來(lái),國(guó)內(nèi)還未見(jiàn)可供開(kāi)采的獨(dú)立銫榴石礦山報(bào)道,國(guó)內(nèi)目前所需銫原料主要從國(guó)外進(jìn)口。
國(guó)內(nèi)主要礦區(qū)累計(jì)探獲的硬巖型保有銫資源量合計(jì)6.18萬(wàn)噸,但絕大部分為難以處理的伴生于鋰云母的銫資源,不具獨(dú)立開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值,一般只是處理鋰云母提取鋰后的尾渣中再次提取銫銣等伴生礦產(chǎn)。
在目前的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件下,賦存于鹽湖鹵水中的伴生銣銫資源也不具有獨(dú)立開(kāi)發(fā)利用的價(jià)值。
目前可行并可供經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)利用的銫資源均來(lái)源于賦存于偉晶巖中的銫榴石型銫礦產(chǎn)資源。
目前我國(guó)Rb2O儲(chǔ)量約為18.4萬(wàn)噸,基礎(chǔ)儲(chǔ)量約31.1萬(wàn)噸。
經(jīng)查明資源量約195.8萬(wàn)噸,其中硬巖型Rb2O約190.4萬(wàn)噸,占全國(guó)Rb2O資源量的97%。
根據(jù)我國(guó)銣的賦存狀態(tài),銣礦可分為賦存于云母中的云母型銣礦資源和賦存于長(zhǎng)石中的長(zhǎng)石型銣礦資源。
鋰云母和鐵鋰云母在江西和湖南以及河南分布較多;長(zhǎng)石主要分布在新疆和山西省份;銫榴石主要分布在新疆、四川、云南、江西和湖南等省份。
環(huán)保及新興科技領(lǐng)域?yàn)殇C銣消費(fèi)核心驅(qū)動(dòng)力
銫銣最大的應(yīng)用領(lǐng)域是油汽鉆探,甲酸銫作為鉆/完井液在高溫高壓的油氣鉆井過(guò)程中有著耐高溫、效率高、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn),由于價(jià)格高昂,目前的應(yīng)用主要集中在歐洲,但隨著我國(guó)對(duì)環(huán)保的重視程度提高,以及勘探領(lǐng)域向深水的邁進(jìn),未來(lái)我國(guó)的油氣鉆探領(lǐng)域?qū)姿徜C的需求量將會(huì)成為銫銣需求的巨大增長(zhǎng)點(diǎn)。
除油氣鉆探外,應(yīng)用最為廣泛的用途是催化劑,在生產(chǎn)硫酸的過(guò)程中使用硫酸銫作為催化劑可顯著降低SO2排放,從而降低后續(xù)尾氣處理費(fèi)用,隨著我國(guó)硫酸產(chǎn)量增加以及對(duì)環(huán)保的要求愈發(fā)嚴(yán)格,未來(lái)硫酸銫市場(chǎng)前景廣闊。
此外,隨著5G時(shí)代的到來(lái)以及國(guó)家對(duì)科技發(fā)展的重視,原子鐘、磁流體發(fā)電機(jī)、離子推進(jìn)器等高科技領(lǐng)域也會(huì)成為銫銣需求的增長(zhǎng)點(diǎn)。
由于銫榴石資源的稀缺性以及較高的行業(yè)技術(shù)壁壘,全球范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)銫銣鹽量產(chǎn)的公司只有東鵬新材、卡博特公司及美國(guó)雅保。
由于無(wú)獨(dú)立礦石,銣產(chǎn)品平均價(jià)格是銫產(chǎn)品的5~6倍,且二者主要應(yīng)用領(lǐng)域類(lèi)似,因此銫產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力遠(yuǎn)高于銣產(chǎn)品。
因銣銫鹽市場(chǎng)技術(shù)壁壘和供應(yīng)商集中度雙高,供應(yīng)商議價(jià)能力較強(qiáng),2020年主要銫鹽產(chǎn)品價(jià)格整體呈穩(wěn)中有進(jìn)趨勢(shì)。
全球三大主要銫榴石礦山
加拿大Tanco礦山
股權(quán)結(jié)構(gòu):
Tanco礦山的礦權(quán)歸屬于加拿大鉭業(yè)股份有限公司(簡(jiǎn)稱(chēng)Tanco),中礦資源持有Tanco 100%股權(quán)。
礦山介紹:
Tanco礦山位于加拿大曼尼托巴省溫尼伯市東北方向160千米,伯尼克湖西北岸處,是典型的鋰-銫-鉭(LCT)型偉晶巖礦床,富含鋰、銫、銣、鉭、鈹、鎵等稀有金屬元素。Tanco礦山是目前發(fā)現(xiàn)的最大的銫榴石礦,擁有全球銫榴石資源儲(chǔ)量的80%,氧化銫平均品位達(dá)23.3%。
Tanco礦山保有未開(kāi)采銫礦石資源量11.72萬(wàn)噸,其中氧化銫含量為1.62萬(wàn)噸;銫尾礦礦石資源量約為352.22萬(wàn)噸,其中氧化銫含量約為2.6萬(wàn)噸,合計(jì)Tanco礦山保有氧化銫資源量4.22萬(wàn)噸。
礦山歷史:
2010~2013年間,Tanco礦區(qū)的第14號(hào)礦柱發(fā)生了兩次冒頂,礦山暫停運(yùn)營(yíng)。
2017年8月至2018年7月,Cabot在加拿大地質(zhì)礦業(yè)審查委員會(huì)(GMRB)的監(jiān)督下完成了塌陷區(qū)的修復(fù),后繼續(xù)進(jìn)行開(kāi)采。
2019年中礦資源收購(gòu)Cabot特殊流體事業(yè)部,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)Tanco礦山100%控股。
津巴布韋Bikita礦山
股權(quán)結(jié)構(gòu):
African Minerals持股55.4%,Mavhaire持股16%
礦山介紹:
津巴布韋Bikita礦山是世界聞名的鋰-銫-鉭(LCT)多稀有金屬礦山,也是世界上開(kāi)采銫榴石的主要礦山之一。
自1911年被發(fā)現(xiàn)至今,生產(chǎn)了大量的鋰、銫、鉭等礦物,含礦偉晶巖長(zhǎng)約3千米,寬約150-180米,累計(jì)探獲有透鋰長(zhǎng)石260萬(wàn)噸(Li2O 4.13%),其中鋰云母中含銣3.73%,鋰輝石200萬(wàn)噸(Li2O 1.7%),銫榴石10-15萬(wàn)噸(Cs2O 24%)。該偉晶巖也表現(xiàn)為強(qiáng)烈的分帶特征。
但歷經(jīng)數(shù)十年的開(kāi)發(fā),其銫榴石型礦石資源基本上消耗殆盡。
澳大利亞Sinclair礦山
股權(quán)結(jié)構(gòu):先鋒公司持股100%。
Sinclair礦山位于西澳Norseman北部35公里處,在2016年被先鋒資源有限公司發(fā)現(xiàn),是在澳大利亞發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)銫榴石礦床,也是繼Tanco礦、Bikita礦后,目前全世界可規(guī)?;_(kāi)采的三大銫榴石礦床之一。
2016年~2019年,Sinclair礦已經(jīng)完成了第一階段的采礦作業(yè)。
在一階段的采探礦過(guò)程中,還未達(dá)到多金屬礦床中銫榴石礦部分時(shí),共求獲礦石資源量7110噸,氧化銫品位16.4%,包含1166噸銫氧化物。
目前Sinclair礦正在進(jìn)行第二階段的采探礦過(guò)程。
第一階段:
先鋒公司在2016年8~10月的一次探礦活動(dòng)中發(fā)現(xiàn)了銫榴石,2018年9月開(kāi)始采礦,并于2019年1月完成了第一階段的采探礦工作,本階段的礦山資源情況和銷(xiāo)售情況如下表所示。
第一階段的現(xiàn)金營(yíng)運(yùn)盈余為1020萬(wàn)美元,即氧化銫的平均利潤(rùn)為6576美元/噸,或礦石(氧化銫品位8.3%)的平均利潤(rùn)為547美元/噸。
一階段銫榴石礦的剝采比接近70:1。一階段采礦完成后,Sinclair礦山被證明具有進(jìn)行第二階段采礦的潛力。
第二階段:
在第一階段探礦活動(dòng)中,發(fā)現(xiàn)礦坑北部至少延伸出80米的位置有銫榴石資源,因此先鋒公司制定了第二階段勘探目標(biāo),即求獲1000~2000噸氧化銫品位在8%~14%間的礦石資源。
銫銣應(yīng)用:油氣鉆探為主,科技領(lǐng)域打開(kāi)新需求
油氣鉆探
甲酸銫是全球唯一能夠工業(yè)化生產(chǎn)的銫鹽,也是全球銫鹽下游需求占比最高的產(chǎn)品,主要用來(lái)做石油完成液,用于在深井開(kāi)采中防止鉆頭溶解。
1922年甲酸銫被研發(fā)出來(lái)后被閑置70余年,直到1995年歐洲人對(duì)甲酸銫在海洋深井鉆探方面的應(yīng)用進(jìn)行了研究,并實(shí)驗(yàn)于北海油田。
1999年殼牌公司將甲酸銫鹽水作射孔液應(yīng)用于Shearwater油田,2001年甲酸銫作為鉆井液應(yīng)用于Huldra 氣田,從此打開(kāi)了甲酸銫在油氣鉆探領(lǐng)域的應(yīng)用之路。
近十年來(lái),甲酸銫溶液作為鉆井液、完井液、修井液和懸浮液,已在百余口井中成功使用。
與傳統(tǒng)的固相鉆井液相比,甲酸銫具有明顯優(yōu)點(diǎn):
1)含固相鉆井液受高溫影響發(fā)生膨潤(rùn)土膠凝,易形成厚濾餅,甲酸銫等無(wú)固相高密度鉆完井液則不會(huì);
2)在高溫下可保持添加劑的性能;
3)對(duì)天然氣的溶解度較低,容易發(fā)現(xiàn)井涌,能夠及時(shí)實(shí)施井控措施;
4)當(dāng)量密度較低、降低了液流的阻力,潤(rùn)滑性能好,降低了卡鉆的故障率;
5)可被生物降解,對(duì)環(huán)境的影響小。
油氣鉆探甲酸銫用量:一個(gè)深井大約需要用甲酸銫500噸。
銫的高價(jià)限制了甲酸銫鉆井液和完井液的應(yīng)用,為使甲酸銫鉆井液和完井液的經(jīng)濟(jì)效益最大化,需回收利用甲酸銫。
甲酸銫鉆井液的回收分為篩分、離心、化學(xué)處理、重力沉降和儲(chǔ)存等5個(gè)步驟。甲酸銫鉆井液和完井液的回收再利用率可達(dá)80%, 且回收后的基液性能不發(fā)生變化。
由于成本和工藝的原因,甲酸銫目前在國(guó)內(nèi)油氣領(lǐng)域中應(yīng)用較少。
在超高溫高壓鉆完井領(lǐng)域,隨著我國(guó)的勘探領(lǐng)域向深水、深層邁進(jìn),未來(lái)超高溫高壓環(huán)境可能成為深層油氣勘探開(kāi)發(fā)面臨的常態(tài),溫度200℃以上,壓力系數(shù)2.30以上,安全窗口狹窄等地質(zhì)條件無(wú)法規(guī)避。
加之國(guó)內(nèi)對(duì)環(huán)境的日益重視,環(huán)保政策實(shí)施力度逐漸加大,甲酸銫在國(guó)內(nèi)油氣領(lǐng)域中的應(yīng)用將會(huì)逐步擴(kuò)大。
2021年10月中海油研究總院有限責(zé)任公司發(fā)表了關(guān)于南海鶯瓊盆地超高溫高壓氣田的技術(shù)可行性評(píng)估與關(guān)鍵技術(shù)研究報(bào)告,提出使用甲酸銫完井液,說(shuō)明我國(guó)的油氣公司也將逐漸展開(kāi)對(duì)甲酸銫的應(yīng)用。
催化劑
中國(guó)和日本大部分銫鹽用于催化劑,日本在催化劑領(lǐng)域的用量達(dá)到了90%,而有機(jī)合成催化劑是近年來(lái)的主要增長(zhǎng)點(diǎn),我國(guó)生產(chǎn)的產(chǎn)品一部分也出口到日本。
在銫鹽中,硫酸銫用于銫礬催化劑,在環(huán)氧乙烷的生產(chǎn)中也用硫酸銫作催化劑;硝酸銫用于石油化工助催化劑,用于甲基丙烯樹(shù)脂的生產(chǎn)中;氟化銫則可用于含氟樹(shù)脂催化劑、焊接助熔劑;氯化銫可用于醫(yī)藥催化劑,也是制取金屬銫的原料。
硫酸銫是前景最好的銫鹽催化劑,可用于工業(yè)硫酸生產(chǎn)。
國(guó)內(nèi)硫酸工業(yè)目前普遍使用的是釩催化劑,起燃溫度偏高,導(dǎo)致尾氣排放SO2濃度偏高;而硫酸銫起燃溫度低,可降低工作溫度和轉(zhuǎn)化工段的換熱面積,減少SO2尾氣排放,從而降低后續(xù)處理廢氣的費(fèi)用。
硫酸銫催化劑全球年產(chǎn)量約300噸/年,其中丹麥Topsoe公司100~150噸/年,美國(guó)Dupont公司100~150噸/年,德國(guó)BASF公司25~50噸/年。
2020年我國(guó)硫酸產(chǎn)量9859萬(wàn)噸,催化劑用量約2.01萬(wàn)噸;其中低溫催化劑約占1/5,即4026.06噸;硫酸銫在銫·礬低溫催化劑中占比約8%左右,即如果低溫催化劑全部使用銫·礬催化劑,則2020年我國(guó)硫酸產(chǎn)量可消耗硫酸銫322.09噸。
但中國(guó)市場(chǎng)目前硫酸銫產(chǎn)量?jī)H5~10噸/年,說(shuō)明硫酸銫在我國(guó)存在著很大的潛在市場(chǎng)。
現(xiàn)在中國(guó)硫酸產(chǎn)業(yè)中廣泛使用的仍然是傳統(tǒng)釩催化劑,隨著國(guó)家環(huán)保要求的嚴(yán)格和工業(yè)綠色化的進(jìn)行,硫酸銫催化劑市場(chǎng)非??捎^。
若僅要求催化劑中硫酸銫主成分添加含量在95%以上,而對(duì)其他雜質(zhì)含量不做要求,則銫催化劑成本可降低在5萬(wàn)元/噸,具有較好的經(jīng)濟(jì)性。中國(guó)硫酸銫的研發(fā)仍處于初級(jí)階段,國(guó)內(nèi)產(chǎn)量較少,很大部分需求依靠進(jìn)口。
原子鐘
為了確定航天器與地球的距離,導(dǎo)航員向航天器發(fā)送信號(hào),由于信號(hào)以已知的光速進(jìn)行轉(zhuǎn)播,因此通過(guò)信號(hào)往返的時(shí)間便能夠計(jì)算出距離,通過(guò)發(fā)送多個(gè)信號(hào)并進(jìn)行多次測(cè)量就可以計(jì)算出航天器的軌跡。
大多數(shù)現(xiàn)代時(shí)鐘都使用石英振蕩器來(lái)計(jì)時(shí),但石英鐘并不穩(wěn)定,一小時(shí)后石英振蕩器會(huì)偏離至少1納秒;六周后可能會(huì)偏離1毫秒,即距離偏離300公里,這對(duì)測(cè)量快速移動(dòng)的航天器的位置有著非常大的影響。
原子鐘將石英晶體振蕩器與原子集合相結(jié)合,從而實(shí)現(xiàn)更高的穩(wěn)定性。NASA的深空原子鐘在四天后偏離不到1納秒,在十年后偏離不到1微秒,每2000萬(wàn)年僅偏離不到1秒。
隨著第5代移動(dòng)技術(shù)(5G)時(shí)代的到來(lái),對(duì)原子鐘的需求將會(huì)隨著基站數(shù)量的增加而提升。根據(jù)綠色和平組織預(yù)測(cè),“十四五”期間我國(guó)5G基站數(shù)量將保持63.6%的年復(fù)合增長(zhǎng)率,2025年將達(dá)到800萬(wàn)站。
雖然每臺(tái)原子鐘里銣銫用量?jī)H為克級(jí),但由于基站數(shù)量龐大,外加原子鐘的應(yīng)用已滲透至多個(gè)領(lǐng)域,未來(lái)原子鐘對(duì)銣銫的需求將會(huì)成為銣銫下游需求的增長(zhǎng)點(diǎn)之一。
磁流體發(fā)電機(jī)
用含銫銣及其化合物作磁流體發(fā)電機(jī)的發(fā)電材料(導(dǎo)電體),可獲得較高熱效率。磁流體發(fā)電研究最多的是開(kāi)環(huán)磁流體發(fā)電裝置,燃?xì)庵械匿C銣鹽在高溫下電離放出電子,通過(guò)強(qiáng)磁場(chǎng)產(chǎn)生直流電,燃?xì)庠龠M(jìn)入蒸氣發(fā)電系統(tǒng)二次發(fā)電。
一般核電站的總熱效率為29%~32%,而結(jié)合磁流體發(fā)電可使核電站總熱效率提高到至55%~66%。
由于銫的電離電位更低,磁流體發(fā)電機(jī)中通常使用碳酸銫。
美國(guó)、日本等國(guó)均將磁流體發(fā)電機(jī)列入了國(guó)家計(jì)劃,并給予了長(zhǎng)期支持,我國(guó)也積極致力于這方面的研究,但由于技術(shù)等問(wèn)題,我國(guó)目前尚無(wú)磁流體發(fā)電站。
一座60萬(wàn)千瓦的磁流體發(fā)電站,第一次投入的碳酸銫(銣)大約為454噸,每年需要使用碳酸銫(銣)大約3175噸。
可見(jiàn)如果未來(lái)能取得更多實(shí)用性成果,銫銣鹽在磁流體發(fā)電機(jī)方面的前景將較為廣闊。
離子推進(jìn)器
航天運(yùn)輸領(lǐng)域發(fā)展的核心目標(biāo)包括提高運(yùn)載能力、降低發(fā)射成本及減少發(fā)射準(zhǔn)備時(shí)間等。
傳統(tǒng)的火箭是通過(guò)尾部噴出高速的氣體實(shí)現(xiàn)向前推進(jìn)的,離子推進(jìn)器也是采用同樣的噴氣式原理,但是并不是采用燃料燃燒而排出熾熱的氣體,而是通過(guò)電能作用激發(fā)高速離子流向后推進(jìn)。
它所噴出的是一束帶電粒子或是離子,所提供的推動(dòng)力可能相對(duì)較弱,但所需要的燃料要比普通火箭少得多。
只要離子推進(jìn)器能夠長(zhǎng)期保持性能穩(wěn)定,就最終能夠把太空飛船加速到更高的速度。離子推 進(jìn)器被廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星、航天器等領(lǐng)域。
在外層空間使用1KG銫所產(chǎn)生的推力比任何其他燃料大1100倍,其航程是當(dāng)今使用固體或液體燃料的約150倍。
離子推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)(比常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)輕10%-15%)被稱(chēng)為“空間時(shí)代”的金屬。
至今,全世界約有200多顆地球軌道衛(wèi)星和深空探測(cè)器,使用過(guò)近500臺(tái)電推進(jìn)系統(tǒng),電推進(jìn)技術(shù)的發(fā)展方興未艾,未來(lái)使用銫銣離子推進(jìn)器的衛(wèi)星數(shù)量將越來(lái)越多,本領(lǐng)域銫銣需求將大幅提升。
其他領(lǐng)域
藥物治療:
碘化銣(RbI)在1888年就用于治療梅毒,還可用作代替碘化鉀(KI)治療因缺碘引起的甲狀腺腫大、砷中毒后的抗休克藥和眼藥水成分。
1888年溴化銣作為抗癲癇藥物被用于臨床。
銣、銫在精神方面的應(yīng)用非常普遍,在抗抑郁方面也有較好的作用。氯化銣可用作抗狂躁劑和心境穩(wěn)定劑的藥物,提高中樞單胺遞質(zhì)功能或降低受體敏感性從而達(dá)到治療目的。
此外,銣還能改善巴金森氏癥患者的運(yùn)動(dòng)不能,精神分裂癥總者的運(yùn)動(dòng)遲滯和情感淺淡。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明,氯化銣能減輕乙醇對(duì)中樞神經(jīng)的抑制和其它的乙醇中毒癥狀,因此,銣對(duì)酒精中毒性精神障礙可能有治療作用。
銣與鉀的生化特性相似,故能興奮由鉀中介導(dǎo)致的一些生理效應(yīng)。銣亦能影響某些神經(jīng)遞質(zhì)合成所需的中間代謝產(chǎn)物的生成。
探測(cè)器:碘化銫(CsI)是目前探測(cè)器的主要的閃爍材料。
閃爍體或熒光體層經(jīng)X射線(xiàn)曝光后,將X射線(xiàn)光子轉(zhuǎn)換為可見(jiàn)光,而后由具有光電二極管作用的非晶硅層變?yōu)閳D像電信號(hào),最后獲得數(shù)字圖像。
鈉激活碘化銫晶體可用于X-射線(xiàn)圖像增強(qiáng)管,帶增強(qiáng)管的X-光機(jī)具有高分辨率、高強(qiáng)度和高穩(wěn)定性,且析光低。
鉈激活的碘化銫單晶用于閃爍計(jì)數(shù)器,廣泛用于港口、碼頭、車(chē)站的安全檢測(cè)儀、金屬探傷儀、金屬探測(cè)儀、深井探測(cè)探頭等。
碘化銫晶體作為感光元件在數(shù)碼成像的CCD中大量應(yīng)用。
CsI:Tl晶體曾先后被用于CESR的CLEO 11,LEAR的C.Barrel,SLAC的BaBar,KEK的 BELLE等探測(cè)器中,數(shù)量近4萬(wàn)根,約5噸多重。
我國(guó)的北京正負(fù)電子對(duì)撞機(jī)(BEPC)升級(jí)改造中也選用了CsI:Tl晶體,數(shù)量約8000根,重約3噸。
2013年北京譜儀建設(shè)全新BESⅢ探測(cè)器時(shí)也提出使用CsI晶體電磁量能器,提高測(cè)量電磁簇 射的能量分辨率和位置分辨率。
隨著閃爍晶體愈來(lái)愈多地應(yīng)用于高能物理和空間研究,醫(yī)學(xué)成像以及工業(yè)檢測(cè)和安全檢查等眾多高技術(shù)裝備中,這種材料的需求量越來(lái)越大,市場(chǎng)前景也更加廣闊。
相關(guān)標(biāo)的:中礦資源
中礦資源的兩大業(yè)務(wù)板塊為鋰、銫、銣稀有輕金屬資源開(kāi)發(fā)與利用業(yè)務(wù),以及固體礦產(chǎn)勘查技術(shù)服務(wù)和礦權(quán)開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)。
公司是銣銫鹽精細(xì)化工領(lǐng)域龍頭企業(yè),于2018年8月收購(gòu)東鵬新材100%股權(quán),進(jìn)入了鋰、銫、銣加工銷(xiāo)售領(lǐng)域;于2019年收購(gòu)Cabot特殊流體事業(yè)部,獲得全球最大的銫榴石礦Tanco礦山的礦權(quán),自此布局了“銫資源開(kāi)發(fā)+銫鹽研發(fā)與生產(chǎn)+銷(xiāo)售與服務(wù)+銫資源回收”的銫全產(chǎn)業(yè)鏈。
公司擁有世界主要高品質(zhì)銫資源(加拿大Tanco礦山)、全球兩大生產(chǎn)基地(加拿大溫尼伯、中國(guó)江西省新余市)和甲酸銫回收基地(英國(guó)阿伯丁和挪威卑爾根),為眾多行業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)提供多元化、定制型的產(chǎn)品和技術(shù)支持。
公司的銫鹽產(chǎn)品主要包括碳酸銫、硫酸銫、硝酸銫、氫氧化銫、碘化銫和甲酸銫等,在全球范圍內(nèi)擁有眾多優(yōu)質(zhì)客戶(hù)資源,包括中國(guó)上海奕瑞影像、濱松光子、富士膠卷、美國(guó)贏創(chuàng)、杜邦、希格瑪,丹麥托普索,德國(guó)巴斯夫、邦泰,瑞士英力士,日本三菱、住友、旭化成, 韓國(guó)LG化學(xué)等。
銫榴石礦山資源:
全球銫榴石資源稀缺,公司持股100%的Tanco礦山擁有全球80%的銫榴石資源;Bikita礦區(qū)向東鵬新材以及美國(guó)雅保提供原材料,并且東鵬新材擁有Bikita礦區(qū)銫榴石在中國(guó)地區(qū)的獨(dú)家代理權(quán);澳大利亞Sinclair礦區(qū)的銫榴石由先鋒公司開(kāi)采,且由公司全額包銷(xiāo)。
Tanco礦山保有未開(kāi)采銫礦石資源量11.72萬(wàn)噸,其中氧化銫含量為1.62萬(wàn)噸;銫尾礦礦石資源量約為352.22萬(wàn)噸,其中氧化銫含量約為2.6萬(wàn)噸,合計(jì)Tanco礦山保有氧化銫資源量4.22萬(wàn)噸。
銫鹽研發(fā)與生產(chǎn):
由于銫榴石資源的稀缺性以及較高的行業(yè)技術(shù)壁壘,全球范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)銫銣鹽量產(chǎn)的公司只有中礦資源和美國(guó)雅保。
作為國(guó)內(nèi)少數(shù)可大規(guī)模量產(chǎn)銫鹽和銣鹽的公司之一,東鵬新材在該細(xì)分市場(chǎng)建立了較高的行業(yè)地位和品牌知名度,同時(shí)在該細(xì)分市場(chǎng)的國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率已達(dá)到75%。
考慮到銫銣鹽及鋰鹽產(chǎn)品制備技術(shù)等客觀因素,只有制備方法成熟、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的企業(yè)才能在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。
甲酸銫生態(tài)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng):
公司甲酸銫業(yè)務(wù)采用生產(chǎn)、租賃+技術(shù)服務(wù)、回收和提純的甲酸銫生態(tài)運(yùn)營(yíng)系統(tǒng),在有效利用銫資源的同時(shí)降低了運(yùn)營(yíng)成本。
目前由于成本和工藝的原因,甲酸銫在國(guó)內(nèi)
油氣領(lǐng)域中應(yīng)用較少,隨著國(guó)內(nèi)環(huán)保政策實(shí)施力度的加大以及油氣公司對(duì)甲酸銫在增加儲(chǔ)層價(jià)值等方面的認(rèn)識(shí),甲酸銫在國(guó)內(nèi)油氣領(lǐng)域中的應(yīng)用將會(huì)逐步擴(kuò)大,為此,截止2021H1公司在深圳鹽田港保稅區(qū)儲(chǔ)存了7862桶(bbl)、密度2.3g/cm3的甲酸銫產(chǎn)品,為國(guó)內(nèi)業(yè)務(wù)提前布局。
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