铷矿

铷，元素符号Rb，银白色稀有碱金属，在元素周期表中属IA族，原子序数37，原子量85.4678，立方晶体，常见化合价为＋1。

铷在地壳中很分散，至今还没有发现单纯的铷矿物。铷常在锂云母、黑云母中少量存在。锂云母中铷含量可达3.75％，是提取铷的主要矿源。光卤石中铷含量虽然不高，但储量很大。海水中含铷约0.121克／吨，很多矿泉水、盐湖卤水中也含有较多的铷。中国宜春锂云母含Rb₂O 1.2％～1.4％，四川自贡地下卤水也含有铷。

一、铷的发明

十九世纪五十年代的开头，住在汉堡城里的德国化学家本生（Robert Bunsen)，发明了一种燃烧煤气的灯，这种本生灯现在在我们的化学实验室里还随处可见。他试着把各种物质放到这种灯的高温火焰里，看看它们在火焰里究竟有什么变化。

变化果真是有的！火焰本来几乎是无色的，可是当含钠的物质放进去时，火焰却变成了黄色；含钾的物质放进去时，火焰又变成了紫色……连续多次的实验使本生相信，他已经找到了一种新的化学分析的方法。这种方法不需要复杂的试验设备，不需要试管、量杯和试剂，而只要根据物质在高温无色火焰中发出的彩色信号，就能知道这种物质里含有什么样的化学成分。

但是，进一步的试验却使本生感到烦恼了，因为有些物质的火焰几乎亮着同样颜色的光辉，单凭肉眼根本没法把它们分辨清楚。

这时，住在同一城市里的研究物理学的基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhopp)决心帮本生的忙。他想既然太阳光通过三棱镜能够分解成为由七种颜色组成的光谱，那为什么不可以用这个简单的玻璃块来分辨一下高温火焰里那些物质所发出的彩色信号呢？

基尔霍夫把自己的想法告诉了本生，并把自己研制的一种仪器——分光镜交给了他。

他们把各种物质放到火焰上去，叫物质变成炽热的蒸气，由这蒸气发出来的光，通过分光镜之后，果然分解成为由一些分散的彩色线条组成的光谱——线光谱。蒸气成份里有什么元素，线光谱中就会出现这种元素所特有的跟别的元素不同的色线：钾蒸气的光谱里有两条红线，一条紫线；钠蒸气有两条挨得很近的黄线；锂的光谱是由一条亮的红线和一条较暗的橙线组成的；铜蒸气有好几条光谱线，其中最亮的是两条黄线和一条橙线，等等。

这样就给人们找到了一种可靠的探索和分析物质成份的方法——光谱分析法。光谱分析法的灵敏度很高，能够“察觉”出几百万分之一克甚至几十亿分之一克的不管哪一种元素。

分光镜扩大了人们的视野。你把分光镜放在光线的过道上，谱线将毫无差错地告诉你发出这种光线的物质的化学元素的成分是什么。

本生拿着分光镜研究过很多物质。在1861年，他在一种矿泉水里和锂云母矿石中，发现了一种产生红色光谱线的未知元素。这个新发现的元素就用它的光谱线的颜色铷来命名（在拉丁语里，铷的含意是深红色）。

铷的发现，是用光谱分析法研究分析物质元素成分取得的第一个胜利。

二、性质和用途

金属铷的熔点很低，质软，有延展性。

铷的用途和铯大致相同，但铷光电池和光阴极的灵敏度以及使用范围稍逊于铯。铷和钾、钠、铯的合金可用以除去高真空系统的残余气体。碘化铷银 (RbAg₄I₅)是良好的离子导体，用作固体电池电解质。铷的特征共振频率为6835兆赫，可用作时间标准。铷原子钟的特点是体积小，重量轻，需要的功率小。用铷气泡制成的磁强计，测量范围达15000～80000伽马(1伽马为10～9 特斯拉)。氧化铷可用以调整光学玻璃的密度和折射率，并可用来生产光敏玻璃和光色玻璃。硝酸铷还可用作化学钢化玻璃的熔剂，以提高玻璃的抗张强度。铸铝合金中加入0.01%～1%的铷，可以改善其力学性能。熔化铜中加入0.01%～0.5%的铷，用喷雾法可制得表面积大而性能好的铜粉。很多有机和无机合成中，可以用Rb₂O代替K₂O作助催化剂的组分。铷盐可用于制药。

铷与其他碱金属能制成熔点很低的液体合金，如13%Rb—87％Cs，共熔点－39℃；15％K—85％Rb，共熔点－34℃；8％Na—92％Rb，共熔点－5.2℃。铷还可以和很多非过渡金属形成化合物。

金属铷由于活性大，生产、使用、贮存和运输必须在严密隔绝空气的装置中进行。80℃以下可用橡胶容器；200℃以下可用玻璃、石英、黄铜、铝或陶瓷容器；700～1000℃须用软钢、不锈钢、镍合金或镍制容器。

美国和日本每年耗用铷及其化合物数吨。1980年金属铷的价格为662美元/公斤，铷的化合物为143～157美元/公斤。

三、铷化合物的提取

铷化合物的提取有复盐沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等多种。中国自贡从卤水回收铷采用磷钼酸铵沉淀法。卤水经熬盐、析钾后，母液含铷约2.8～3.5克/升。通入氯气使有机物或其他还原性物质氧化，再加入过量50％的磷钼酸铵粉末，常温下按下式反应： (NH₄)3H₄[P(Mo₂O₇)₆]·xH₂O＋3RbCl─→Rb₃H₄[P(Mo₂O₇)₆]·xH₂O↓＋3NH₄Cl

沉淀用0.01摩尔浓度的硝酸铵和 0.3摩尔浓度的硝酸混合溶液洗去吸附在沉淀物中的钾；再以9摩尔浓度的硝酸铵从磷钼酸铷中将铷置换出来，进入溶液；而磷钼酸铵则返回利用。将富集铷的溶液蒸干，于300～350℃焙烧，得纯度大于80％的硝酸铷，它是进一步制取铷盐的原料。从锂云母－石灰法的提锂母液中提取铷化合物的方法是：先向富含钾、铷、铯的混合碳酸盐溶液中通入二氧化碳，使钾生成碳酸氢钾(KHCO₃)沉淀。加盐酸和稍稍过剩的四氯化锡盐酸溶液，使铯生成氯锡酸铯(Cs₂SnCl₆)沉淀。再加入过量四氯化锡，生成氯锡酸铷(Rb₂SnCl₆)沉淀。也可用BAMBP(一种取代苯酚)萃取剂从碱金属碳酸盐溶液或氯化物溶液中萃取铷。

用金属热还原法以钙还原氯化铷，用镁或碳化钙还原碳酸铷，均可制得金属铷。

四、工业指标

铷无单独工业矿物，常分散在锂云母、铁锂云母、铯榴石和盐矿层中，矿泉水中也有。一般工业要求列于表1。

表1  铷矿一般工业要求

①品位指Rb₂O含量。