» » Сырьевые источники рубидия и цезия
28.04.2015

Содержание рубидия в земной коре составляет 3,4*10в-3, а цезия 7*10в-5 % (вес.).
В процессах выветривания горных пород и тех минералов, в которых встречаются рубидий и цезий, последние вымываются и попадают иногда в значительных количествах в минеральные источники. Например, в водах минерального источника Дюркгейма (ФРГ), известного в связи с открытием в нем цезия (цезий был первым элементом, открытым с помощью спектрального анализа), содержится 0,17 мг CsCl (на 1 л воды), а в среднем в 1 л воды минеральных источников ФРГ было найдено 1,1 мг рубидия и 0,8 мг цезия. Найдены рубидий и цезий в минеральных источниках Бразилии, Японии, Hjccbb и других стран. В меньшем количестве рубидий и цезий содержатся в морской воде, в незначительном — в речной воде. Некоторые растения аккумулируют рубидий и цезий; этим объясняется присутствие их в водорослях, чае, кофе, сахарной мелассе, табаке.
Рубидий и цезий наряду со многими другими редкими элементами обнаружены с помощью спектрального анализа в некоторых каменноугольных отложениях и в почве. Присутствие рубидия и цезия в сотых и тысячных долях процента установлено в многочисленных образцах базальтов, габбро, сиенитов, нефелинов, гранитов, глинистых сланцев, полевых шпатов, слюд и известняков.
Число горных пород и минералов, в которых удалось обнаружить значительные концентрации рубидия и цезия, невелико. Чаще всего рубидий и цезий замещают калий в изоморфном ряду его соединений, чем объясняется распространение обоих элементов в богатых калием алюмосиликатах.
К минералам, в которых содержание рубидия и цезия достигает относительно высоких концентраций, относятся лепидолит, биотит, амазонит, петалит, трифилин, циннвальдит, берилл, воробьевит (розовая разновидность берилла, содержащая цезий), лейцит, авогадрит и карналлит. Все эти минералы, за исключением двух последних, встречаются исключительно в пегматитовых жилах, отвечающих наиболее низкотемпературным образованиям (около 500°) и характеризующихся обилием минералов лития — амблигонита, лепидолита и сподумена.
Эти данные показывают, что не только рубидий, но и относительно более редкий цезий в состоянии рассеяния достаточно широко распространены в природе.
Однако возможности промышленного использования большинства упомянутых источников крайне ограничены.
Рубидий самостоятельных минералов не образует; он извлекается попутно из карналлита, используемого для получения магния и соединений калия, и из лепидолита — ценного литиевого сырья.
Следует иметь в виду, что в относительно больших количествах рубидий встречается не только в лепидолите, но и в других слюдах, например в жильбертите — гидратизированной разновидности мусковита. Содержание Rb2O в жильбертите достигает 0,3—0,5% Для получения соединений рубидия принципиально можно использовать калиевые полевые шпаты — амазонит (до 3% Rb2O) и микроклин (до 1% Rb2O).
Цезий также извлекается попутно из карналлита и лепидолита; кроме того, попутное извлечение цезия осуществляется и из берилла. Однако основное значение для получения соединений цезия приобрел в настоящее время цезиевый минерал — поллуцит. Маточные растворы из производства соединений цезия, основанного на переработке поллуцита, являются сырьем для получения соединений рубидия.
Карналлит KCl*MgCl2*6Н2O является минеральным образованием, характерным для верхних горизонтов соляных месторождений, продуктом последних стадий усыхания морского бассейна. Рубидий и цезий присутствуют в карналлите как изоморфные заместители калия в кристаллической решетке минерала. Среднее содержание рубидия в карналлите составляет 0,015—0,040%, считая на RbCl, цезия — в десятки раз меньше.
Спутниками карналлита являются гипс, ангидрит, галит, сильвин, полигалит.
Лепидолит KLi1,5 Al1,5 (F, OH)2[AlSi3O10] встречается исключительно в пегматитах. Рубидий и цезий в лепидолите замещают калий в кристаллической решетке минерала. Среднее содержание цезия в лепидолите составляет 0,15—0,20%, считая на Cs2O, при общем содержании Rb2O и Cs2O до 2,6%. Лепидолит — один из самых богатых по содержанию рубидия минералов.
Спутниками лепидолита являются альбит, кварц, касситерит, колумбит и сподумен.
Важнейшие зарубежные месторождения лепидолита промышленного значения находятся в юго-западной Африке, Южной Родезии, США и Канаде. В отличие от ранее известных небольших месторождений мощностью в несколько десятков, реже — сотен тонн, месторождения юго-западной Африки и Южной Родезии огромны.
Поллуцит (Cs,Na)[AlSi2O6]*nН2O является алюмосиликатом цезия, содержащим лишь незначительное количество рубидия.
Поллуцит является минералом гидротермального происхождения и встречается в гранитных пегматитах. Это — единственный минерал цезия промышленного значения; содержание Cs2O в поллуците различных месторождений колеблется от 29,8 до 36,7%. По мере понижения содержания цезия в поллуците (в результате процессов выветривания) в нем увеличивается содержание натрия (1,7—3,9% Na2O) и воды (1,50—2,6%), что объясняется объемным изоморфизмом (замещение Cs+ на Na+ с вхождением в решетку минерала H2O).
В технологии соединений цезия перерабатывается штуфной поллуцит, добываемый ручной рудоразборкой После измельчения такого поллуцита получается концентрат с содержанием от 10 до 30% Cs2O. Ручная рудоразборка осложняется обычно тем, что поллуцит по внешнему виду напоминает кварц и часто макроскопически от него не отличается; некоторым отличием может служить более высокий уд. вес поллуцита (2,86—2,90) по сравнению с кварцем (2 65—2,66).
Спутниками поллуцита являются альбит, кварц, лепидолит, амблигонит, сподумен, турмалин и берилл.
Поллуцит долгое время считался минералогической редкостью. Ho значительные скопления поллуцита, найденные в последние 20 лет, дают основание считать поллуцит для ряда стран реальным промышленным сырьем. Важнейшие месторождения поллуцита установлены в юго-западной Африке, США, Швеции и России.