元素符號Rb,銀白色稀有鹼金屬,在元素週期表中屬IA族,原子序數37,原子量85.4678,體心立方晶體,常見化合價為+1。

  1861年德國人基爾霍夫(G.R.Kirchhoff)和本生(R.W.Bunsen)在研究鋰雲母的光譜時發現在深紅區有一新線,表徵有一個新元素,根據拉丁文rubidus(深紅色)命名。同年本生電解熔融氯化銣制得金屬銣。

  銣在地殼中很分散,至今還沒有發現單純的銣礦礦物。銣常在鋰雲母、黑雲母中少量存在。鋰雲母中銣含量可達3.75%,是提取銣的主要礦源。光鹵石中銣含量雖然不高,但儲量很大。海水中含銣約0.121克/噸,很多礦泉水、鹽湖鹵水中也含有較多的銣。中國宜春鋰雲母含Rb2O1.2~1.4%,四川自貢地下鹵水也含有銣。

  性質和用途 金屬銣的熔點很低,質軟,有延展性。

金屬銣的主要物理性質

  銣在空氣中能自燃,同水甚至同溫度低到-100℃的冰接觸能猛烈反應,生成氫氧化銣並放出氫。天然銣由穩定同位素85Rb(占72.15%)和放射性同位素87Rb(占27.85%)組成。87Rb衰變,產生β射線和穩定同位素87Sr,半衰期5.9×1010年。上述反應常被用來確定巖石、古老礦物和隕石的年齡。

  銣的用途和銫大致相同,但銣光電池和光陰極的靈敏度以及使用范圍稍遜於銫。銣和鉀、鈉、銫的合金可用以除去高真空系統的殘餘氣體。碘化銣銀(RbAg4I5)是良好的離子導體,用作固體電池電解質。銣的特征共振頻率為6835兆赫,可用作時間標準。銣原子鐘的特點是體積小,重量輕,需要的功率小。用銣氣泡制成的磁強計,測量范圍達15000~80000伽馬(1伽馬為10-9特斯拉)。氧化銣可用以調整光學玻璃的密度和折射率,並可用來生產光敏玻璃和光色玻璃。硝酸銣還可用作化學鋼化玻璃的熔劑,以提高玻璃的抗張強度。鑄鋁合金中加入0.01~1%的銣,可以改善其力學性能。熔化銅中加入0.01~0.5%的銣,用噴霧法可制得表面積大而性能好的銅粉。很多有機和無機合成中,可以用Rb2O代替K2O作助催化劑的組分。銣鹽可用於制藥。

  銣與其他堿金屬能制成熔點很低的液體合金,如13%Rb-87%Cs,共熔點-39℃;15%K-85%Rb,共熔點-34℃;8%Na-92%Rb,共熔點-5.2℃。銣還可以和很多非過渡金屬形成化合物。

  金屬銣由於活性大,生產、使用、貯存和運輸必須在嚴密隔絕空氣的裝置中進行。80℃以下可用橡膠容器;200℃以下可用玻璃、石英、黃銅、鋁或陶瓷容器;700~1000℃須用軟鋼、不銹鋼、鎳合金或鎳制容器。

  美國和日本每年耗用銣及其化合物數噸。1980年金屬銣的價格為662美元/公斤,銣的化合物為143~157美元/公斤。

  銣化合物的提取 有復鹽沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法等多種。中國自貢從鹵水回收銣采用磷鉬酸銨沉淀法。鹵水經熬鹽、析鉀後,母液含銣約2.8~3.5克/升。通入氯氣使有機物或其他還原性物質氧化,再加入過量50%的磷鉬酸銨粉末,常溫下按下式反應:

(NH4)3H4[P(Mo2O7)6xH2O+3RbCl─→

Rb3H4[P(Mo2O7)6xH2O↓+3NH4Cl

沉淀用0.01摩爾濃度的硝酸銨和0.3摩爾濃度的硝酸混合溶液洗去吸附在沉淀物中的鉀;再以9摩爾濃度的硝酸銨從磷鉬酸銣中將銣置換出來,進入溶液;而磷鉬酸銨則返回利用。將富集銣的溶液蒸幹,於300~350℃焙燒,得純度大於80%的硝酸銣,它是進一步制取銣鹽的原料。

  從鋰雲母-石灰法的提鋰母液中提取銣化合物的方法是:先向富含鉀、銣、銫的混合碳酸鹽溶液中通入二氧化碳,使鉀生成碳酸氫鉀(KHCO3)沉淀。加鹽酸和稍稍過剩的四氯化錫鹽酸溶液,使銫生成氯錫酸銫(Cs2SnCl6)沉淀。再加入過量四氯化錫,生成氯錫酸銣(Rb2SnCl6)沉淀。也可用BAMBP(一種取代苯酚)萃取劑從堿金屬碳酸鹽溶液或氯化物溶液中萃取銣。

  用金屬熱還原法以鈣還原氯化銣,用鎂或碳化鈣還原碳酸銣,均可制得金屬銣。