Процесс кристаллического бруска (также известный как йодидный процесс или процесс Ван Аркеля – Де Бура ) был разработан Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Буром в 1925 году. [1] Этот процесс был первым промышленным процессом для коммерческого производства чистого ковкий металлический цирконий . Он используется в производстве небольших количеств сверхчистого титана и циркония. В первую очередь это связано с образованием иодидов металлов и их последующим разложением с образованием чистого металла. Этот процесс был коммерчески заменен процессом Kroll .
Процесс
Как видно на диаграмме ниже, загрязненный титан , цирконий , гафний , ванадий , торий или протактиний нагревают в вакуумированном сосуде с галогеном при 50–250 ° C. В патенте конкретно упоминается промежуточное соединение TiI 4 и ZrI 4 , которые улетучиваются (оставляя примеси в твердом состоянии). При атмосферном давлении TiI 4 плавится при 150 ° C и кипит при 377 ° C, а ZrI 4 плавится при 499 ° C и кипит при 600 ° C. Температура кипения ниже при пониженном давлении. Газообразный тетраиодид металла разлагается на раскаленной добела вольфрамовой нити (1400 ° C). По мере осаждения большего количества металла нить накала проводит лучше, и поэтому для поддержания температуры нити требуется больший электрический ток. Процесс может занимать от нескольких часов до нескольких недель, в зависимости от конкретной установки.
Как правило, процесс кристаллического бруска может быть выполнен с использованием любого количества металлов с использованием любого галогена или комбинации галогенов, наиболее подходящих для такого механизма переноса, в зависимости от задействованной реакционной способности. Единственные металлы, которые он использовался для очистки в промышленных масштабах, - это титан, цирконий и гафний, и фактически они все еще используются сегодня в гораздо меньших масштабах для нужд особой чистоты.
Рекомендации
- ^ Ван Аркель, AE; Де Бур, JH (1925). "Darstellung von reinem Titanium-, Zirkonium-, Hafnium- и Thoriummetall". Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie (на немецком языке). 148 (1): 345–350. DOI : 10.1002 / zaac.19251480133 .