一种月壤钛铁矿分选机构

本发明涉及矿物分选，具体而言，尤其涉及一种月壤钛铁矿分选机构。

背景技术：

1、目前，月球矿产资源的探测和开发已经成为国际航天领域的热门话题之一。月球物质资源主要包括矿产资源、能源资源和可再生资源。矿产资源包括钛、铁、铬、镍等金属矿产资源。从apollo采回样品的分析中可得知，高ti月壤中钛铁矿含量可以达到10.1％～24％。月海玄武岩中的钛铁矿不仅是铁、钛和氧的主要资源，钛铁矿与氢的反应所产生的水也将是未来月球基地获取水资源的重要途径之一。月球上尤其是正面，广泛分布着月海玄武岩，月海玄武岩中的钛铁矿含量可高达25%~30%（体积比）。钛铁矿是铁（fe）、钛（ti）金属的主要来源，通过钛铁矿与氢的反应可以得到大量水(fetio3+h2→fe+tio2+h2o)，这也将是未来月球基地获取水资源的重要途径之一，为生命和生保物质提供基础。此外，当前“重返月球”的一个主要目标就是要建立一个具有生命保障系统的月球基地。月球基地的建设需要大量的结构材料。同时，由于月球没有大气层，各种宇宙射线可以直接到达月球表面。因此，制备具有一定辐射防护性能的结构材料是建立月球基地所面临的一个重要问题。有学者结合月壤中钛铁矿的含量，通过热力学析，认为利用钛铁矿进行微波烧结实验来制备月球基地所需结构材料是一个值得深入研究的方案。因此，将月壤中的钛铁矿分离提纯是十分必要的。

2、钛铁矿六方晶系，具有金属光泽，莫氏硬度5~6，密度4.7 g/cm3，导电性良好，比磁化系数平均为3.16×10-7 m3/kg，属弱磁性矿物。目前，选矿上常用的几种选矿工艺如重选、磁选、浮选和电选等在钛铁矿选矿中均有应用。但是由于月面环境的特殊性，不能按照地面钛铁矿的选别理论进行选矿实验，必须结合月面环境与月壤样品的独特性质，设计月壤钛铁矿选别的新方法与新装置。

3、磁选法是地面上钛铁矿选矿最常用的方法之一，磁选是利用矿石或物料的磁性差异，在磁力及其他力作用下进行分选的过程。磁选法因工艺简单、易于实施、无污染而被广泛利用。干式磁选法更加与月面缺少水资源的环境相适配。本发明研究主要针对磁性物（钛铁矿）与非磁性物（斜长岩、长石、辉石、橄榄石等）分离。目前的高场强干式磁选机结构复杂，工作时粉尘大，使用场景有限，不能适应月球温差大的环境。

技术实现思路

1、根据上述提出的技术问题，而提供一种月壤钛铁矿分选机构。本发明主要利用空心滑道内安装的磁性梭，将月壤中磁性物吸引，并带着磁性物沿空心滑道滑动至精矿排矿仓，通过卸料环将磁性物刮落至精矿排矿仓中，非磁性物直接从空心滑道间的缝隙落至选别仓中，从而实现对月壤钛铁矿进行高效分选。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种月壤钛铁矿分选机构，包括：内部具有容纳腔室的密闭容器，所述容纳腔室中设有磁性结构、选别仓和精矿排矿仓，所述容器的上部设有进料结构，所述进料结构的一侧与外部设备相连，另一侧与选别仓相连通，用于实现月壤依次经外部设备和进料结构输送至选别仓中；所述磁性结构置于选别仓和精矿排矿仓中，用于吸引月壤中磁性物，并将磁性物输送至精矿排矿仓中；月壤中非磁性物落到选别仓中。

4、进一步地，所述磁性结构包括横向搭架在容器内的多个内部中空的空心滑道，所述空心滑道内滑动连接有磁性梭，所述磁性梭在空心滑道内进行往复穿梭；所述选别仓位于进料结构的正下方，所述精矿排矿仓紧邻选别仓且间隔开，所述空心滑道横穿选别仓和精矿排矿仓；

5、所述磁性梭位于选别仓中时，经进料结构向选别仓内输送月壤，月壤落到空心滑道时，磁性梭吸引月壤中磁性物，并带着磁性物沿着空心滑道滑动至精矿排矿仓中，将磁性物输送至精矿排矿仓中；非磁性物从任意相邻两个空心滑道间的缝隙落至选别仓中；所述选别仓和精矿排矿仓的下方各设有排矿口。

6、进一步地，所述容器内部还设有缓冲仓，所述缓冲仓紧邻精矿排矿仓且间隔开，所述空心滑道依次横穿选别仓、精矿排矿仓和缓冲仓，所述磁性梭往复穿梭在选别仓、精矿排矿仓和缓冲仓中。

7、进一步地，所述精矿排矿仓、缓冲仓和空心滑道的交接处设有卸料环，所述卸料环插入至空心滑道内，用于将磁性梭上吸引的磁性物刮落到精矿排矿仓内。

8、进一步地，至少在位于选别仓中的空心滑道的上方开设第一开口，所述第一开口与进料结构正对，用于空心滑道中的磁性梭吸引磁性物；

9、至少在位于精矿排矿仓中的空心滑道的下方开设有第二开口，所述第二开口用于使刮下的磁性物落至精矿排矿仓中。

10、进一步地，所述容器内设有呈上下分布的多排空心滑道，每排具有多个空心滑道；相邻两排空心滑道内的磁性梭交替往复运动。

11、进一步地，每排多个空心滑道的中轴线重合，上下多排空心滑道的投影重合。

12、进一步地，所述容器为内部中空的外壳。

13、进一步地，所述进料结构为开设在容器上部一侧且与容器内部相连通的进料口。

14、进一步地，所述磁性梭为由耐高温和低温的磁性材料烧结而成的钐钴磁体，耐高温和低温的温度范围为-180℃~180℃。

15、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

16、1、本发明提供的月壤钛铁矿分选机构，月壤通过外部设备从进料口进入装置内部，落到空心滑道时，月壤中磁性物被空心滑道中的磁性梭吸引，并跟随磁性梭沿着空心滑道外壁滑动至精矿排矿仓，随后被卸料环刮下，非磁性物落到空心滑道时并不能被磁性梭吸引，直接从空心滑道间的缝隙落下，装置设置上下两排空心滑道，磁性梭交替往复，增加选别效率；整个过程高效快捷，而且结构简单，能耗极低。

17、2、本发明提供的月壤钛铁矿分选机构，磁性梭材料选取耐高温与低温（-180℃~180℃）的磁性材料烧结钐钴磁体，能够在月面巨大温差环境下保持磁性，甚至能够在接近绝对零度的2k条件下工作。

18、3、本发明提供的月壤钛铁矿分选机构，除进料口与排矿口外，皆为封闭空间，粉尘小，而且装置不需清洁，工作效率高。

19、基于上述理由本发明可在矿物分选等领域广泛推广。

技术特征：

1.一种月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，包括：内部具有容纳腔室的密闭容器，所述容纳腔室中设有磁性结构、选别仓（5）和精矿排矿仓（6），所述容器的上部设有进料结构，所述进料结构的一侧与外部设备相连，另一侧与选别仓（5）相连通，用于实现月壤依次经外部设备和进料结构输送至选别仓（5）中；所述磁性结构置于选别仓（5）和精矿排矿仓（6）中，用于吸引月壤中磁性物，并将磁性物输送至精矿排矿仓（6）中；月壤中非磁性物落到选别仓（5）中。

2.根据权利要求1所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，所述磁性结构包括横向搭架在容器内的多个内部中空的空心滑道（3），所述空心滑道（3）内滑动连接有磁性梭（4），所述磁性梭（4）在空心滑道（3）内进行往复穿梭；所述选别仓（5）位于进料结构的正下方，所述精矿排矿仓（6）紧邻选别仓（5）且间隔开，所述空心滑道（3）横穿选别仓（5）和精矿排矿仓（6）；

3.根据权利要求2所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，所述容器内部还设有缓冲仓（7），所述缓冲仓（7）紧邻精矿排矿仓（6）且间隔开，所述空心滑道（3）依次横穿选别仓（5）、精矿排矿仓（6）和缓冲仓（7），所述磁性梭（4）往复穿梭在选别仓（5）、精矿排矿仓（6）和缓冲仓（7）中。

4.根据权利要求3所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，所述精矿排矿仓（6）、缓冲仓（7）和空心滑道（3）的交接处设有卸料环（8），所述卸料环（8）插入至空心滑道（3）内，用于将磁性梭（4）上吸引的磁性物刮落到精矿排矿仓（6）内。

5.根据权利要求4所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，至少在位于选别仓（5）中的空心滑道（3）的上方开设第一开口，所述第一开口与进料结构正对，用于空心滑道（3）中的磁性梭（4）吸引磁性物；

6.根据权利要求2-5任意一项权利要求所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，所述容器内设有呈上下分布的多排空心滑道（3），每排具有多个空心滑道（3）；相邻两排空心滑道（3）内的磁性梭交替往复运动。

7.根据权利要求6所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，每排多个空心滑道（3）的中轴线重合，上下多排空心滑道（3）的投影重合。

8.根据权利要求1所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，所述容器为内部中空的外壳（1）。

9.根据权利要求1所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，所述进料结构为开设在容器上部一侧且与容器内部相连通的进料口（2）。

10.根据权利要求2所述的月壤钛铁矿分选机构，其特征在于，所述磁性梭（4）为由耐高温和低温的磁性材料烧结而成的钐钴磁体，耐高温和低温的温度范围为-180℃~180℃。

技术总结
本发明提供一种月壤钛铁矿分选机构，包括：内部具有容纳腔室的密闭容器，所述容纳腔室中设有磁性结构、选别仓和精矿排矿仓，所述容器的上部设有进料结构，所述进料结构的一侧与外部设备相连，另一侧与选别仓相连通，用于实现月壤依次经外部设备和进料结构输送至选别仓中；所述磁性结构置于选别仓和精矿排矿仓中，用于吸引月壤中磁性物，并将磁性物输送至精矿排矿仓中；月壤中非磁性物落到选别仓中。本发明可对月壤钛铁矿进行高效分选，结构简单，能耗极低。

技术研发人员：李丽匣,刘哲,冯夏庭,何成旦,王琎,王永军,周明亮,李正伟,卢冀伟
受保护的技术使用者：东北大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16