中国已启动一条500吨级生产线,从锂废料中提取铷和铯。据中国科学院过程工程研究所消息,江西省一条示范生产线已实现稳定生产,该生产线是全球首条年产能达500吨的低品位铷铯连续塔式萃取分离示范线。
铷和铯对航空航天、量子计算、生物医药、新能源等前沿领域至关重要。
但它们在地壳中并不以独立矿物形式大量存在,而是作为伴生元素赋存于锂矿石和盐湖卤水中,品位极低,提取难度极大。
通过从锂矿石提取后的废料中回收铷,中国延伸了新能源产业链,并加强了战略稀有贵金属铷的安全供应。
中国的铷资源并不稀缺。2024年的一篇论文估计,国内铷氧化物储量约为116万吨,铯氧化物储量约为14万吨。然而,已知的铷资源主要与特种锂矿石和盐湖卤水伴生,品位低、形态复杂,提取和回收难度极大。
例如,江西的含锂锂云母蕴藏着中国近40%的铷储量,但传统的高温硫酸盐焙烧工艺温度可达800至1000摄氏度(1832华氏度),会将大部分铷和铯锁在铝硅酸盐废料中,最终随锂渣一起被丢弃。
铯榴石是铯的主要工业来源。中国没有具备商业开采价值的铯榴石矿,因此主要从加拿大、澳大利亚和津巴布韦进口。与铷一样,中国的铯大多与锂云母和盐湖卤水伴生,这使得提取十分困难。
这项突破依赖于该研究所自主研发的高效铷铯塔式萃取系统。该系统采用差速逆流萃取技术,具有占地面积小、萃取剂用量少、密封性强等优势。
据中科院网站介绍,单座萃取塔的效率可达传统萃取槽的15倍,萃取剂用量减少40%,设备占地面积减少50%以上。
该团队与江西赣锋锂业等合作方共同设计了包含17座萃取塔的工业装置。研究所上周四表示,该装置一次试车成功,此后一直连续稳定运行。
该工艺可回收超过98%的铯和超过95%的铷。两种产品——碳酸铯和碳酸铷——纯度均超过99.9%,并已以商业批次出售。
该系统每年总共生产500吨碳酸铷和碳酸铯。产出中铷与铯的比例尚不清楚。
尽管如此,这条示范线证明,低品位伴生铷铯资源可以通过高效、绿色的方式实现工业分离,为更大规模的商业化提供了技术模式。
根据中国科学院(CAS)的报告,该技术对于保障中国特种锂矿的开发与利用,以及铷铯资源的安全供应具有重要意义。
中国已在全球铷资源格局中占据主导地位。《中国矿业报》3月的一篇文章称,中国拥有全球最丰富的铷资源和最集中的产能。
截至2025年12月,中国已建成5条核心铷生产线,拥有世界领先的技术,以铷盐计的总年产能约为3000吨。
与此同时,中国的中矿资源集团控制着全球最大的铯榴石(铯矿石)矿,形成了资源、技术和产能的闭环,巩固了中国在该行业的主导地位。
展望未来,钙钛矿太阳能电池、固态电池、量子计算等关键技术的突破可能拓宽铷盐的应用领域,使铷有望成为下一个稀土。