申请/专利权人：中国矿业大学(北京)

申请日：2023-04-07

公开（公告）日：2024-04-26

公开（公告）号：CN116281898B

主分类号：C01B23/00

分类号：C01B23/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.26#授权;2023.07.11#实质审查的生效;2023.06.23#公开

摘要：本发明设计一种利用月球钛铁矿原位提氦方法及装置，本发明根据月球微重力和超高真空条件下加速阻力小的特点，利用磨砂球高速运动产生的动能，对矿物进行物理冲击破碎，配合微波加热手段，从月球钛铁矿中提取氦气，后借助真空环境使氦气等熵膨胀，冷凝为液体进行收集。同时配合本方法提出一种原位提氦装置，包括旋转加速器和矿物加工室，在旋转加速器加速小球，在矿物加工室内进行冲击破碎、微波加热和氦气的冷凝收集，利用月球钛铁矿在月球原位环境下提取氦气，以克服现有钛铁矿加工技术在月球特殊环境下利用存在的缺陷。

主权项：1.一种利用月球钛铁矿原位提氦方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，根据月球微重力和超高真空下加速阻力小的特点，利用高速运动的磨砂球对月球钛铁矿进行冲击破碎，并配合微波加热辅助破碎矿物，在原位条件下对月球钛铁矿进行加工以提取矿物中的氦气；在步骤S1后，对氦气气体进行压缩和冷却，使其变为低温高压气体，再利用月球原位环境下的超高真空条件使氦气膨胀冷凝，通过液氦收集装置收集保存液态氦气；其中，所述磨砂球为表面磨砂处理的钢球，粒径20~100mm，在冲击破碎矿物前需要进行两个阶段的加速，包括旋转推进加速和电磁推进加速，即先通过旋转推进获得初速度，再通过电磁推进提升速度；所述微波加热包括磨砂球冲击前加热和磨砂球冲击后加热，冲击前加热采用9~20kw微波功率加热1~3min，使钛铁矿内部产生热应力，形成裂纹辅助破碎；冲击后加热采用30~40kw微波功率，持续加热保持矿物温度在650~750℃，辅助提取晶体缺陷中的氦；所述低温高压气体温度在-250~-255℃，压力在2.5~5MPa；压缩冷却后气体经等熵膨胀降温至-267.9℃以下冷凝，压力在0.5~1MPa。

全文数据：

权利要求：

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