Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
Процесс коммерческого производства чистого титана и циркония
Process for the commercial production of pure titanium and zirconium
Процесс ван Аркеля — де Бора, также известный как йодидный процесс или процесс кристаллических стержней, был первым промышленным методом коммерческого производства чистого пластичного титана, циркония и некоторых других металлов. Он был разработан Антоном Эдуардом ван Аркелем и Яном Хендриком де Бором в 1925 году. В настоящее время он используется для производства небольших количеств особо чистого титана и циркония. В основе процесса лежит образование иодидов металлов и их последующее разложение с образованием чистого металла. В коммерческом плане этот процесс был вытеснен процессом Кролла.
The van Arkel–de Boer process, also known as the iodide process or crystal bar process, was the first industrial process for the commercial production of pure ductile titanium, zirconium and some other metals. It was developed by Anton Eduard van Arkel and Jan Hendrik de Boer in 1925. Now it is used in the production of small quantities of ultrapure titanium and zirconium. It primarily involves the formation of the metal iodides and their subsequent decomposition to yield pure metal. This process was superseded commercially by the Kroll process.
Процесс
Как видно на диаграмме ниже, нечистый титан, цирконий, гафний, ванадий, торий или протактиний нагревают в откачиваемой емкости с галогеном при 50–250 °C. Патент конкретно описывал использование промежуточных соединений TiI4 и ZrI4, которые испарялись, оставляя примеси в твердом состоянии. При атмосферном давлении TiI4 плавится при 150 °C и кипит при 377 °C, а ZrI4 плавится при 499 °C и кипит при 600 °C. При пониженном давлении температуры кипения снижаются. Газообразный тетрайодид металла разлагается на раскаленной вольфрамовой нити (1400 °C). По мере осаждения металла проводимость нити увеличивается, и, следовательно, для поддержания ее температуры требуется больший электрический ток. Процесс может занимать от нескольких часов до нескольких недель, в зависимости от конкретной установки. В общем случае, процесс выращивания монокристаллов можно проводить с использованием любого количества металлов, выбирая наиболее подходящий галоген или комбинацию галогенов для данного механизма переноса, исходя из их реакционной способности. На промышленном уровне этот метод применялся для очистки только титана, циркония и гафния, и в настоящее время он все еще используется в меньших масштабах для получения особо чистых материалов.
As seen in the diagram below, impure titanium, zirconium, hafnium, vanadium, thorium or protactinium is heated in an evacuated vessel with a halogen at 50–250 °C. The patent specifically involved the intermediacy of TiI4 and ZrI4, which were volatilized (leaving impurities as solid). At atmospheric pressure TiI4 melts at 150 °C and boils at 377 °C, while ZrI4 melts at 499 °C and boils at 600 °C. The boiling points are lower at reduced pressure. The gaseous metal tetraiodide is decomposed on a white hot tungsten filament (1400 °C). As more metal is deposited the filament conducts better and thus a greater electric current is required to maintain the temperature of the filament. The process can be performed in the span of several hours or several weeks, depending on the particular setup. Generally, the crystal bar process can be performed using any number of metals using whichever halogen or combination of halogens is most appropriate for that sort of transport mechanism, based on the reactivities involved. The only metals it has been used to purify on an industrial scale are titanium, zirconium and hafnium, and in fact is still in use today on a much smaller scale for special purity needs.