铯是自然界中化学活性最强的稳定碱金属，其独特的物理化学性质使其在催化剂、特种玻璃、钎焊材料、生物医药、钙钛矿电池、光电设备等多个领域得到广泛应用。同时，铯具有较高的稀缺性和不可替代性，美国、加拿大、日本等国家已将其列为战略性保护资源。据推测，全球铯年消费量约为4000吨，且随着新能源、新材料等领域应用技术的迅速发展，需求量正在快速增长。
铯在世界范围内属于稀有资源，地壳中的铯主要赋存于含铯矿石、盐湖卤水和海水中。含铯矿石以花岗伟晶岩型矿床为主，常与性质相近的碱金属元素铷伴生。根据美国地质勘探局2020年数据，全球含铯花岗伟晶岩氧化铯储量超过21.74万吨。目前可规模化开采的含铯伟晶岩矿床主要集中于加拿大Tanco矿区、津巴布韦Bikita矿区、纳米比亚Karibib矿区和澳大利亚Sinclair矿区，占据全球供应的三分之二以上。其中加拿大Tanco矿区的铯榴石（又称铯沸石）是铯的唯一天然独立矿物，也是铯资源提取的最重要来源，其氧化铯含量在5%至32%之间。除铯榴石外，铯也常伴生于锂云母、铁锂云母、钾长石等矿物中。
我国的铯资源储量有限，以难提取的盐湖卤水资源为主，矿石资源较少。含铯矿石主要分布在新疆、江西、湖南和西藏等地区，以锂多金属矿床的伴生资源为主，品位普遍不高。新疆可可托海3号矿关闭后，国内铯开发逐渐转向江西宜春锂云母矿石中的伴生铯资源，这也是当前国内铯生产的最主要来源。
相较于矿石资源，铯在海洋和盐湖卤水中的储量更为丰富。全球盐湖卤水中的氧化铯资源据估算达到109万吨，美国索尔顿盐湖铯含量可达20毫克/升以上。我国西藏扎布耶、拉果错、麻米错等高原盐湖以及青海柴达木盆地的察尔汗盐湖、一里坪盐湖中也含有丰富的铯资源。然而，数十毫克每升的浓度仍然偏低，同时盐湖卤水中含有高浓度的铷、钾、钠、镁、钙等干扰离子（通常可达数十到几百克每升），使得提取、分离的经济性较低，相关技术仍在发展阶段。当前铯资源的规模化开采仍以含铯矿石为主。
含铯矿石：（a）铯榴石（铯沸石）；（b）锂云母；（c）铁锂云母
天然含铯矿石（如铯榴石、锂云母）属于结构牢固的硅酸盐矿物，需要在高温、强酸、强碱等极端条件下破坏矿相，才能将铯离子释放到溶液中。目前主流的初步提取工艺包括焙烧—水浸法、酸浸法和压煮法。
焙烧（烧结）—水浸法是将浮选后的精矿与助剂混合，在高温下破坏矿石结构，形成水溶性碱金属盐，再经磨碎、水浸得到粗盐卤水。根据助剂类型可分为氯化焙烧、硫酸盐焙烧、石灰石焙烧以及氯盐—硫酸盐联用焙烧等工艺。氯化焙烧以氯化钙、氯化钠等为助剂，对锂云母中锂、钾、钠、铷的浸出率可达89.7%~93.3%，但会产生含氯废气腐蚀设备。硫酸盐焙烧浸出率相当，但废渣量大且排放含硫尾气。石灰石焙烧助剂价格低廉，但浸出率较低、废渣量大。硫酸低温焙烧法在120~180℃即可完成反应，能耗较低，但耗酸量大、反应时间长，且排放含硫废气。氯化焙烧过程中加入熟石灰作为固氯剂，可将氯气总挥发量从80%降至20%左右。
酸浸法常用于铯榴石精矿的初步提取。将精矿与盐酸或硫酸混合，在低于150℃的温度下利用强酸性破坏矿相，将不溶性硅铝酸盐转化为可溶性盐进入溶液。盐酸浸出法后续需加入三氯化锑形成氯锑复盐进行提纯，工艺成本较高，且盐酸易挥发、酸耗量大。硫酸浸出法采用35%~40%浓度的硫酸，浸出液中含有的铝离子可与铯形成铝铯矾复盐沉淀，无需额外添加沉淀剂即可进行分步结晶提纯，且硫酸不易挥发、酸耗更小，是铯榴石精矿工业冶炼的主流工艺。
压煮（高压釜）法先使用800℃以上的水蒸气焙烧锂云母精矿脱氟，再与助剂（石灰乳、食盐、纯碱等）混合，在高温高压下热压浸出。该方法对锂、钾、铷、铯的浸出率分别为98.9%、57.5%、72.7%、81.7%，但需要使用耐受高温高压的压煮釜，设备成本较高，工业化应用较少。
上述工艺普遍存在能耗高、酸碱消耗大、尾气污染等问题。以锂云母精矿为例，氯化焙烧和水浸后锂、钾、钠、铷的浸出率可超90%，但各类焙烧工艺均需在600℃以上高温下进行，且不同工艺各有缺陷：硫酸盐焙烧尾渣量大，石灰石焙烧浸出率偏低，硫酸法耗酸量大且反应时间长。如何降低能耗、减少助剂用量和污染物排放，是当前工艺改进的重点方向。
在通过上述工艺得到含铯卤水后，溶液中通常含有铷、钾、钠、钙等多种杂离子，需进一步分离提纯才能获得高纯铯盐。主要技术路径包括沉淀—分步结晶法、溶剂萃取法和离子交换法。
沉淀—分步结晶法是目前工业上最成熟的提纯工艺。在盐酸体系中，加入三氯化锑形成氯锑复盐沉淀（Cs₃Sb₂Cl₆等），利用碱金属氯锑复盐溶解度随Na、K、Rb、Cs依次降低的特性，通过多次分步结晶实现铯的分离，最终氯化铯纯度可达99.99%以上。在硫酸体系中，利用铯榴石酸浸液中自带的铝离子，浓缩冷却后形成铝铯矾复盐沉淀（CsAl(SO₄)₂），同样通过分步结晶提纯，最终可得99.99%以上纯度的氢氧化铯或硫酸铯。硫酸法无需额外添加沉淀剂，工艺成本更低，是铯榴石精矿冶炼中应用最广泛的技术路线。
溶剂萃取法反应速度快、操作简单，适用于从卤水中直接提取铯离子。该方法使用有机相萃取剂将目标离子选择性萃取至有机相，再反萃回水相实现富集。酚醇类萃取剂（BAMBP、t-BAMBP）是当前最主流的工业萃取剂，在碱性条件下对碱金属离子的选择性顺序为Cs⁺ > Rb⁺ > K⁺ > Na⁺，可在适度碱性条件下选择性萃取铯，再在酸性条件下反萃。t-BAMBP价格更低，是工业卤水提铯最常用的萃取剂，单级萃取对铯的回收率可达96.0%，对铷为66.7%，对钾仅5.4%。冠醚类萃取剂（18-冠-6及其衍生物）同样对铯具有优秀的回收率（99.9%）和选择性（Cs/K选择性比1216.7），但需配合二氯乙烷等毒性稀释剂或成本过高的离子液体，限制了大规模工业应用。
离子交换（吸附）法工艺流程简短、操作简单，对低浓度卤水中铯离子的收率和选择性都很优秀，是目前最具潜力的盐湖卤水提铯工艺。吸附剂分为有机和无机两类：有机螯合树脂（如KR-01混合树脂）在50℃、pH=6.0条件下对铯的吸附饱和容量为98.16毫克/毫升，吸附率达99.96%，但对高价金属离子选择性差，且热稳定性和抗辐射能力不足。无机吸附剂种类繁多：沸石等硅铝酸盐价格低廉但吸附容量低；磷钼酸铵（AMP）等Keggin型杂多酸盐吸附容量高，但难以实现碱金属间的分离，且力学性能差需负载使用；磷酸锆、磷酸钛等多价金属酸性盐原料充足、可再生性强，但吸附性能易受酸度和盐浓度影响；亚铁氰化物（如亚铁氰化铜）吸附容量高，但解吸困难、可回收性差。当前离子交换法的主要难题包括吸附剂成本高、机械强度低、再生过程损失大，研究方向集中在开发选择性好、交换容量大、机械强度高、可再生性强、环境友好的新型吸附剂。
对比矿石提铯与盐湖提铯两条技术路线，矿石提铯工艺成熟、可规模化生产，但能耗高、污染重；盐湖提铯资源丰富、环境友好，但技术难度大、经济性待提升。具体来看，焙烧—水浸法对锂云母中铯的浸出率可达90%以上，但需在600~900℃高温下进行；酸浸法反应温度低于150℃，能耗较低，但需消耗大量强酸；溶剂萃取法单级铯回收率可达96%~99.9%，选择性优异；离子交换法吸附率可达99.96%，最适合处理低浓度卤水。
盐湖卤水中的铯资源总量远超矿石，但浓度低（数至数十毫克/升）、杂离子浓度高（数十至数百克/升），经济性提取仍是世界性难题。由于无需高温、高酸等极端条件破坏矿相，萃取和离子交换等湿法工艺能耗更低、无酸性气体排放、萃取剂和吸附剂可循环使用，是未来盐湖提铯的重点发展方向。开发新的萃取体系和离子交换体系，同时结合多种吸附剂的协同优势，将是促进卤水铯资源开发利用的关键。
