铯元素符号Cs,原子序数55,密度1.88g/cm³,熔点28.4℃,沸点678.4℃。金属铯呈淡金黄色,非常柔软,具有延展性。铯的化学性质极为活泼,化合物主要包括:碳酸铯、甲酸铯、溴化铯、氯化铯、氟化铯、碘化铯、氢氧化铯、硝酸铯、氧化铯、硫酸铯、铯矾等。在下游应用方面,作为一种稀有矿种,铯金属和铯盐在很多行业具有不可替代性,目前主要应用领域有原子钟、能源领域、化工领域、医疗领域等。
铷元素符号Rb,原子序数37,密度1.53g/cm3,熔点38.89℃,沸点688℃。金属铷呈银白色蜡状,质软而轻,有延展性。工业上利用的铷的化合物主要有铷氧化物(Rb2O、RbO2、Rb2O2等)、氢氧化铷、碳酸铷、硫酸铷、硝酸铷等。由于铷和铯具有相似的物理性质和原子半径,因此二者的下游应用类似,在许多应用中可以互换使用。但由于铯比铷具有更强的正电性,且铷没有独立矿床,通常是生产锂和铯的副产品,并不比铯更易获得,使得铯比铷的应用领域更加广泛。
随着科学技术的高速发展,铷、铯及其化合物凭借着优秀的物理、化学和光电性能,不仅应用于传统催化剂和铯原子钟领域,如今还在钙钛矿电池、磁流体发电、离子推进剂等高科技领域也有着不可替代的作用。但是铷、铯在自然界中的独立矿物很少,基本存在于含锂矿石之中,如钾长石、白云母、锂云母以及铯榴石等,目前工业用铷、铯的主要来源还是提锂的尾矿。我国铷铯矿石资源十分有限,铷铯资源大部分存在于盐湖卤水中,铷、铯的平均浓度在盐湖中很低,且与大量的 Li+、Na+、K+等碱金属离子共存,这是从盐湖卤水中提取铷、铯的最大难点。随着铷及其化合物需求的不断扩大, 其分离、提纯技术得以不断发展, 从最早的分级结晶分离法、沉淀法, 到目前的离子交换法、溶剂萃取法等, 铷及其化合物的产品质量不断提高, 生产成本逐步降低。铷及其化合物所具有的独特特性, 如辐射能频率的高稳定性、易离子化、优良的光电特性和强烈化学活性等, 在国防工业、航天航空工业、生物工程、医学及能源工业等高新技术领域显现出广阔的应用前景和市场需求,特别是在能源领域中的应用更具巨大潜力和想像力。目前已应用于电子器件(光电倍增管光电管)分光光度计、自动控制、光谱测定、彩色电影及电视、雷达、激光器、离子火箭、热离子能转换器、玻璃、陶瓷、电子钟、原子钟诸多方面。
随着新能源、新材料、新一代信息技术等战略性新兴产业的快速崛起,铯日益受到世界各国的重视,已被美国列为关键矿种、日本列为战略性矿产、加拿大列为关键矿产。基于铯铷独有的特性,我国也加强了对铯铷的应用。2020年9月,国家发展和改革委员会等四部门联合印发了《关于扩大战略性新兴产业投资,培育壮大新增长点增长极的指导意见》,在加快新材料产业强弱项中提出了实施新材料创新发展行动计划,提升铷铯等特色资源在开采、冶炼、深加工等环节的技术水平的要求。为构建铯铷产业成为国家战略性新兴产业提供有力政策支持。
甲酸铯是铯盐产品中下游需求占比最高的产品,主要应用于油气行业钻探领域,目前在国内暂未使用。未来五年,全球油气市场将进入变动期,天然气仍将是需求增长最快的化石能源。随着我国“十四五”期间全面进入建设社会主义现代化国家新阶段和在“3060”碳达峰碳中和的新目标下,我国油气行业也将进入加速变革和全面推进高质量发展的新时期。“油稳气增”的特征将更加明显,预计“十四五”末,石油需求将逐步接近7.3亿~7.5亿吨峰值平台,天然气仍处于快速发展期,2025年达4200亿~5000亿立方米。甲酸铯作为油气行业中最优质的钻井液、完井液、封隔液、射孔液和填充液等,也将迎来广阔的应用空间。
全球氧化铯资源储量约22万吨,主要分布于加拿大、津巴布韦、纳米比亚和澳大利亚四国,资源非常稀缺。目前全球可规模化开采的铯榴石矿仅有三个,分别是加拿大的Tanco矿、津巴布韦Bikita矿和澳大利亚Sinclair矿,其中Bikita 矿铯榴石矿资源面临枯竭,Sinclair矿2019年已经完成所有经济可采矿石的开发,目前Tanco矿是目前全球铯资源的仅剩的主力可开采矿山。
从企业来看,中矿资源于2018年8月收购东鹏新材100%股权,进入了锂、铯、铷加工销售领域;于2019年收购Cabot特殊流体事业部,获得全球最大的铯榴石矿Tanco矿山的矿权,自此布局了“铯资源开发+铯盐研发与生产+销售与服务+铯资源回收”的铯全产业链。公司拥有世界主要高品质铯资源(加拿大Tanco矿山)、全球两大生产基地(加拿大温尼伯、中国江西省新余市)和甲酸铯回收基地(英国阿伯丁和挪威卑尔根),为众多行业优质企业提供多元化、定制型的产品和技术支持。
2023-2024年,有色金属行业稳增长的主要目标是:铜、铝等主要产品要保持产销稳定,十种有色金属产量要实现平稳增长。要促进重点品种和新材料发展,有色金属深加工产品高质量发展,加快智能制造和绿色低碳转型。推动全行业节能降碳,持续提升再生有色金属比重。推动重点园区集群化发展,促进产业链上下游配套。力争到2023年有色金属工业增加值增长5%左右,2024年保持3%左右增长。
据QYResearch调研团队最新报告“全球铷铯及其化合物市场报告2025-2031”显示,预计2031年全球铷铯及其化合物市场规模将达到10.6亿美元,未来几年年复合增长率CAGR为20.5%。