稀有轻金属

密度小于2000kg/m³的稀有金属的总称。包括元素周期表第Ⅰ主族的锂、铷、铯和第Ⅱ主族铍共4个元素。

它们中以铍被发现最早，为1798年，在发现30多a后才于1829年制得金属铍。铍工业生产始于本世纪20年代，到80年代世界铍消费量达到500～600t。锂发现于1817年，第二年便制得金属锂。锂于20世纪40年代开始工业生产，80年代世界锂消费量达到6000～7000t。铷和铯分别发现于1861年和1860年，铷在发现当年便制得了金属，金属铯则在发现20年后于1881年制得。铷和铯都在发现60年后才开始找到应用。1957年美国研究成功从锂云母冶炼的母液中提取铷和铯的工艺后，它们的产量才有较大增长。但至今铷和铯均未达到完全工业生产水平。80年代世界铯消费量约为20～25t，铷消费量低于4t。

稀有轻金属在地壳中的含量大都比较高，其中以铷的地壳丰度值最大，为78×10^-4％，是铜、锌、铅丰度的几十到几百倍。锂的地壳丰度为18×10^-4％，超过铅和锌。铯的地壳丰度为2.6×10^-4％，铍为2.0×10^-4％，均大于锑。但它们在地壳中赋存状态分散，矿石中品位低，如锂精矿一般仅含Li₂O4％～8％，铍精矿含铍10％～12％。铯仅能产出少量精矿，铷更没有独立矿物，而是分散在各类卤水和锂矿物中，提取困难，其世界产量尚不足铜产量的百万分之一。铷和铯主要从锂冶炼副产品中回收。

稀有轻金属的摩尔分子体积大，金属键较弱，因而具有密度小、熔点低、硬度小等共同特征(见表)。在所有有色金属和钢铁金属中，锂是最轻的金属，铍是最脆的金属。金属锂、铷、铯均为柔软性金属，软到可以用小刀切割。化学活性强是稀有轻金属化学性质上的共同特征。其中铯是所有金属中最活泼和正电性最强的金属。这类金属原子的外层电子轨道有1到2个电子，但内层电子轨道呈饱和状态，故都只有一种价态，氧化物和氯化物稳定，较难还原。

稀有轻金属冶金上一般分两阶段。首先以精矿为884原料采用湿法工艺制取纯化合物，工艺上广泛采用溶剂萃取分离技术。金属制取主要采用熔盐电解法和金属热还原法，如工业上用LiCl-KCl、CsCl、BeCl₂等熔盐体系电解制取金属锂、铯、铍，钙还原RbCl、CsCl制取铷和铯，镁还原BeF₂制取铍，等等。

稀有轻金属在高技术和国民经济各部门中有着广泛的用途。核工业中，锂-6为热核反应(包括氢弹)的原料，金属锂也是原子反应堆的热载体和减速剂。铍的中子反射截面大、吸收截面小，是原子反应堆理想的慢化剂和反射材料。航天航空工业用铝锂合金、金属铍及化合物等是性质优良的结构材料，广泛用于制造飞机和航天飞行器。铍陀螺为惯性导航工具。由于铯和铷具有对光的敏感性质，而被用于制造光电池、光电倍增管和电视摄像管。铷和铯是制造离子热电转换器、离子发动机和磁流体发电机的重要原料。磁流体发电已接近工业化，铷和铯在这方面的用量将会大幅度增加。