铯的产地在哪里?金属铯是一种金黄色,熔点低的活泼金属,在空气中极易被氧化,能与水剧烈反应生成氢气且爆炸。铯在自然界没有单质形态,铯元素以盐的形式极少的分布于陆地和海洋中。放射性核素Cs-137是日本福岛第一核电站泄露出的放射性污染中的一种。本文系统讲述了铯名称,铯性质,铯矿物,铯矿床,铯价格,铯储量与分布,铯常见问题。
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 1、铯名称:


 2、金属铯性质:铯位于第六周期的碱金属(IA)族,是带银金色的碱金属,莫氏硬度0.2,非常柔软(它的莫氏硬度是所有元素中最低的),具有延展性。密度1.8785g/cm3,熔点28.40℃(83.1℉),沸点678.4℃。金属铯是没有放射性的,但是金属铯属于危险化学品,属遇湿易燃和自燃物品。天然存在的铯133是一种稳定同位素,而其他铯同位素则属于放射性。

 铯的化学性质极为活泼,铯在空气中生成一层灰蓝色的氧化铯,不到一分钟就可以自燃起来,发出深紫红色的火焰,生成很复杂的铯的氧化物。铯在碱金属中是最活泼的,能和氧发生剧烈反应,生成多种铯氧化物。在潮湿空气中,氧化的热量足以使铯熔化并燃烧。铯不与氮反应,但在高温下能与氢化合,生成相当稳定的氢化物。


 3、铯矿物类型:铯元素在地壳中的丰度:3p.p.m.;海水中:3.0×10-4p.p.m;地壳岩石中较地幔中铯含量高,通常与碱金属铷和锂共存,主要含铯矿物有铯榴石,铯锂云母,铯沸石,铯绿柱石,含铯蒸发盐或卤水及含铯蛋白石,铯榴石是含铯矿物,也是提取铯的主要原料,也有少量氯化铯存在于光卤石中。已发现34种铯的同位素,除铯–133是唯一存在于自然界的稳定同位素;其余皆是铀裂变产生的放射性同位素。


 3.1  铯榴石

 铯榴石又称铯沸石,产于花岗岩和伟晶岩中,与锂云母、锂辉石、叶钠长石等共生,是目前已知的含铯最多的矿物,也是提取铯和制取铯盐的重要矿石矿物。铯榴石晶体呈立方体与四角三八面体的聚形,强玻璃光泽,条痕白色,莫氏硬度5.2-6.1,比重2.91g/cm3,化学式为CsAlSi2O6·nH2O,纯的铯榴石中 Cs2O 所占的质量百分比为 23.5~36.5%。

铯榴石

铯榴石


 4、铯矿床类型:目前世界上已知的铯矿床有四种类型:①含铯伟晶岩(铯榴石、铯沸石和铯锂云母)矿床,此类型占世界总采量的98%; ②古代和现代含铯盐类矿床;③铯锰星叶石矿床,尚未开采;④含铯硅华。


 5、铯的用途:铯通常以其化合物和合金形式用于电子管和光电池中。由于铯很容易电离,它的主要工业用被用作离子火箭发动机、信息产业、核能源、航天技术、荧光材料、光学晶体、医药、催化剂等领域子钟的重要材料。


 5.1  原子钟

 原子时是以秒,而不是以日为基本时间单位的,原子时秒长定义为:铯原子基态的两个超精细能级间在零磁场下跃迁辐射9192631770周所持续的时间。铯原子钟是利用激光把铯原子冷却到接近绝对零度,使其运动缓慢,从而能够进行精确的测定,铯的微波原子钟是现有时间测量最高标准精确度的原子钟。

铯原子钟

铯原子钟


 5.2  放射治疗

 利用射线对组织细胞中DNA促使变化,染色体畸变或断裂,液体电离产生化学自由基,终于会引起细胞或其子代失去活力达到破裂或抑制肿瘤生长。分化程度低的细胞和分裂期的细胞对电离辐射比较敏感而容易失活,因此恶性肿瘤可用放射线治疗。常用放射原有同位素(镭、60钴、137铯)、X线治疗机和粒子加速器(产生高能电子束,中子束等),分为外照射和内照射两类方法。

铯用于放射治疗

铯用于放射治疗


 5.3   RAMON钢水液面控制仪

 连铸机液面自动控制是实现连铸设备自动化的关键环节,连铸机液面自动测量和控制的最可靠的方法则是放射性同位素方法。在液面自动控制的众多方法中, RAM铯源型钢水液面控制仪使用现代最新科技成果,在结晶器侧面安装了“透视眼”,是唯一一种直接测量钢水液面高度值、不需要换算和近似计算的方法。由于采用了严格的屏蔽保护措施,保证了使用中的绝对安全性。与使用一般技术的测量方法比较, RAM铯源型钢水液面控制仪的方法最稳定、最可靠,因此国外大多数钢铁厂都已采用这种方法。

RAM铯源型钢水液面控制仪

RAM铯源型钢水液面控制仪


 5.4  光电元件

 金属铯用作电视机、照相机的光电元件。Cs2CrO4、Cs2CO3、Csl用于光电管、光电倍增管、红外线、紫外线像转换用变像管、X射线荧光倍增管、高速快门用变像管、摄像管,用于大功率电光源变频添加剂,用作提高高压汞灯显色性和降低重新点燃电压。

铯用于电视机光电元件

铯用于电视机光电元件


 5.5  其他应用

 (1)铯可用作高真空吸气剂。一种吸收式高真空离子泵是用 90%~95% 锂、5%~10% 铯混合金属作为吸气剂。(2)铯氯化物可作为某些熔盐电解电解质组分。熔盐电解Cr时,加入氯化铯,可降低电解温度,避免Cr与基底金属合金化。电解Na时加入氯化铷,可降低电解温度、延长电极寿命,具有良好的技术效果。Al材作防腐涂层处理时,处理液中加入CsF可提高涂层抗腐蚀能力。

铯用于真空离子泵

铯用于真空离子泵


 6、铯的储量与分布:中国是铯资源丰富的国家。国内铯主要赋存于铯榴石、锂云母、盐湖卤水、气田水、地热泉水中。据美国地质调查局统计,全球铯榴石资源主要产在加拿大、纳米比亚和聿巴布韦,三地的总量可达21万吨。全球(不包括中国)的Cs2O 储量可达1100万吨。我国铯资源十分丰富,除了新疆、四川、江西、江苏和湖南伟晶岩,青海和西藏的盐湖外,在西藏还发现富铯的热泉硅华矿床。盐湖和富铯热泉硅华矿床中的铯资源潜力非常巨大。


 7、铯最优产地:新疆、四川、湖南。


 8、铯价格

 金属铯     Cs≥99.9%        900元/克

 氟化铯     CsF≥99.9%       800元/kg

 碳酸铯      Cs2CO3≥99.9%    700元/kg


 9、铯常见问题

 9.1  最强碱是什么?是氨基铯,氮化铯,氧化铯,甲基铯还是氢化铯?

 碱性最强的是叔丁基锂和叔丁醇钾的混合物,平衡时由正离子交换生成叔丁基钾,碱性比叔丁基锂更高。碱性更强的烷基金属化合物(如烷基铯之类)过于活泼而少用,但它们的碱性比常用的有机金属化合物更强。

 在无机化合物中,氮化锂是最强的碱之一,它的碱性可以使氢气去质子生成氨基锂和氢化锂。

 

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