[发明专利]一种低能耗月球原位稀有气体提取系统及提取方法

说明书

本发明公开了一种低能耗月球原位稀有气体提取系统及提取方法，属于月壤处理技术领域，该系统包括筛选装置、研磨装置和加热装置，该方法包括：a.筛选：利用机械臂将月壤采回并投入筛选装置中，筛选粒径100μm以下的月壤；b.研磨：将筛选出的月壤加入研磨装置，进行研磨；c.将研磨后的月壤加入加热装置，加热至150‑250℃，释放吸附的稀有气体；本发明采用过筛、研磨结合传统加热方法在月球表面实现低功耗提取稀有气体，提取功耗仅为现有技术中900℃热熔提取功耗的10‑30％，有利于推进月球资源利用。

技术领域

本发明涉及月壤处理技术领域，特别是涉及一种低能耗月球原位稀有气体提取系统及提取方法。

背景技术

月壤中包含着太阳系各种丰富的科学信息，是探索太阳系乃至宇宙间历史演变的可贵样本；月壤中蕴藏着诸多丰富的银、镉、铅、锡、钛、铁等矿物资源，是人类未来长期研究开发利用的难得宝库；月壤处在月球易于开采的表层，是未来建设月球基地、采矿、修路、资源提取的首选目标。

月球表面的稀有气体如He、Xe等是未来深空探测的重要能源，需要有效低能耗的月表提取方式。目前地面上对矿物中稀有气体的提取方式主要是以加热熔融为主，月球表面的提取方式也是直接将月壤高温加热熔融，释放稀有气体，因加热熔融需要将月壤加热到900℃以上，消耗大量能量，在月球表面很难大规模实现，严重制约了月表稀有气体的利用和月球资源开发。

发明内容

本发明的目的是提供一种低能耗月球原位稀有气体提取系统及提取方法，以解决上述现有技术存在的问题，改变传统稀有气体提取方法，降低在月球表面原位提取稀有气体的能耗。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种低能耗月球原位稀有气体提取系统，包括筛选装置、研磨装置和加热装置；

所述研磨装置一端与所述加热装置连接，另一端与所述筛选装置连接；

所述研磨装置和所述加热装置均处于密闭环境内，且通过密闭管道连接；

所述研磨装置包括壳体、锤体和电磁驱动系统；

所述电磁驱动系统设置于所述壳体外部；

所述锤体设置于所述壳体内部，并与所述壳体相匹配。

进一步地，所述研磨装置还包括进料口和出料口。

进一步地，所述进料口和所述出料口均通过阀门密闭。

进一步地，所述筛选装置为筛网，筛孔孔径100μm。

进一步地，所述加热装置为高温炉。

进一步地，所述研磨装置与所述筛选装置、所述加热装置之间均通过不锈钢管道连接。

本发明还提供一种利用上述的低能耗月球原位稀有气体提取系统提取稀有气体的方法，包括以下步骤：

a.制样：将采集的月壤原样过筛，筛选获得粒径100μm以下的月壤样品；

b.研磨：将筛选出的月壤样品在真空条件下进行研磨，至粒径小于1μm；

c.将研磨后的月壤在真空条件下进行加热，加热至150-250℃，收集吸附的稀有气体。

进一步地，步骤c中的加热温度为200℃。

本发明公开了以下技术效果：