[發明專利]一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法有效
| 申請號： | 201810376084.7 | 申請日： | 2018-04-23 |
| 公開（公告）號： | CN108505070B | 公開（公告）日： | 2019-07-16 |
| 發明（設計）人： | 石忠寧;謝開鈺;高炳亮;胡憲偉;王兆文 | 申請（專利權）人： | 東北大學 |
| 主分類號： | C25C3/36 | 分類號： | C25C3/36;C25B1/02;C01B13/02 |
| 代理公司： | 大連理工大學專利中心 21200 | 代理人： | 陳玲玉;梅洪玉 |
| 地址： | 110819 遼寧*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 月壤 氧氣 金屬 低價氧化物 惰性陽極 備用 低價金屬氧化物 陰極 電化學分離 真空熱分解 分解反應 技術保障 澆鑄成型 金屬產物 理論支撐 熔鹽電解 液化處理 月球基地 真空氣氛 鋰冰晶石 陽極 電解槽 副產物 熱分解 消耗性 熔鹽 電解 加熱 制備 保溫 合金 抽出 保存 凈化 建設 | ||
1.一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法，其特征在于，包括如下步驟：
（1）在真空氣氛下將月壤或月壤仿真樣加熱至2000~3000℃并保溫2~6h，使月壤或月壤仿真樣蒸氣化并發生分解反應，生成氧氣和低價金屬氧化物，用集氣裝置收集熱分解反應的產物氧氣；
（2）熱分解結束后，收集副產物低價金屬氧化物，將其添加在鋰冰晶石熔鹽電解質中，所述的鋰冰晶石熔鹽電解質中LiF和AlF3的摩爾比為1.7~5.66：1；采用Fe-Ni合金或者Fe-Ni-Al2O3金屬陶瓷為陽極，在720~800℃及電流密度0.6~1.4A/cm2條件下，電解1~4h，將低價金屬氧化物電化學分離，在陰極獲得合金，陽極獲得氧氣；
（3）將收集的氧氣進行凈化和液化處理后保存備用；同時將電解所得金屬產物分批次從電解槽中抽出并澆鑄成型，備用。
2.根據權利要求1所述的一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法，其特征在于，步驟（1）的真空度為10-5~10-7Pa。
3.根據權利要求1或2所述的一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法，其特征在于，步驟（2）中副產物低價金屬氧化物用量占熔鹽電解質和低價金屬氧化物總質量的1~3wt%。
4.根據權利要求1或2所述的一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法，其特征在于，所述步驟（1）產生的氧氣占月壤或月壤仿真樣的總質量的15~25wt%。
5.根據權利要求3所述的一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法，其特征在于，所述步驟（1）產生的氧氣占月壤或月壤仿真樣的總質量的15~25wt%。
6.根據權利要求1或2或5所述的一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法，其特征在于，所述步驟（2）的陰極產物的合金化學成分按質量百分比為：Si 29~39%，Ti2~5.5%，Fe 9~14%，Al 41.5~58.5%。
7.根據權利要求3所述的一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法，其特征在于，所述步驟（2）的陰極產物的合金化學成分按質量百分比為：Si 29~39%，Ti2~5.5%，Fe 9~14%，Al41.5~58.5%。
8.根據權利要求4所述的一種從月壤月巖中提取氧氣和金屬的方法，其特征在于，所述步驟（2）的陰極產物的合金化學成分按質量百分比為：Si 29~39%，Ti2~5.5%，Fe 9~14%，Al41.5~58.5%。
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