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月球表面矿产资源原位利用研究进展
李琛;  魏奎先;  李阳;  马文会;  赵斯哲
2020
发表期刊中南大学学报
卷号51期号:12页码:3289-3299
摘要

月球作为地球唯一的天然卫星,存在着丰富的资源,是人类开展深空探测的首选目标,也是人类进行外层空间探测的理想基站。月球表面矿产资源原位利用技术(ISRU)一直是研究的热点,其目的在于清洁高效地提取月球表面的矿产资源,满足月球基地建设和深空探测的需求。由于月表环境特殊,传统的提取工艺不能够满足需求,所以要提出与其适用的方法。本论文从冶金学科角度阐述了ISRU的现状,介绍了月表的环境特点、月壤组成以及能源种类;叙述了月表所含矿产资源的种类、赋存状态以及各类金属的元素的质量分数以及存在的地理位置。系统归纳了现阶段ISRU提取金属的工艺,并分析了各工艺的特点,着重阐述了还原法,电解法,热解法以及其他方法的工艺及原理,并对各原位利用技术从工艺、实施角度等方面进行了总结与评估。月表矿产资源的提取必须遵循原位提取的原则,载荷和环境等条件制约着现有工艺的施行。月壤主要氧化物组成包括CaO,MgO,Al2O3,TiO2,SiO2和FeO,其储量可以满足需要。同时,针对不同资源的提取应采取不同的措施,如用氢还原实现Fe的提取,使用电解法提取Al,Si和Ti,使用热分解法提取O等。此外,文章还基于ISRU的共性与发展趋势,指出月表矿产资源的开发需要在发展新工艺的同时,以现有工艺连续化操作、清洁循环利用资源、设备小体积、轻量化以及电、光能化作为未来研究的主要方向。

关键词月表资源 原位提取 提取冶金 电解法 热解法 还原法
收录类别CSCD
语种中文
引用统计
文献类型期刊论文
条目标识符http://ir.gyig.ac.cn/handle/42920512-1/11203
专题月球与行星科学研究中心
作者单位1.昆明理工大学冶金与能源工程学院;
2.云南省高校空间冶金军民融合重点实验室;
3.中国科学院地球化学研究所月球与行星科学研究中心;
4.昆明理工大学真空冶金国家工程实验室
推荐引用方式
GB/T 7714
李琛;魏奎先;李阳;马文会;赵斯哲. 月球表面矿产资源原位利用研究进展[J]. 中南大学学报,2020,51(12):3289-3299.
APA 李琛;魏奎先;李阳;马文会;赵斯哲.(2020).月球表面矿产资源原位利用研究进展.中南大学学报,51(12),3289-3299.
MLA 李琛;魏奎先;李阳;马文会;赵斯哲."月球表面矿产资源原位利用研究进展".中南大学学报 51.12(2020):3289-3299.
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