El proceso van Arkel-de Boer , también conocido como proceso de yoduro o proceso de barra de cristal , fue el primer proceso industrial para la producción comercial de titanio dúctil puro , circonio y algunos otros metales. Fue desarrollado por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer en 1925 para Philips Nv . [1] [2] [3] [4] [5] Ahora se utiliza en la producción de pequeñas cantidades de titanio y circonio ultrapuros. Implica principalmente la formación de los yoduros metálicos y su posterior descomposición para producir metal puro, por ejemplo en una de las plantas de Albany de Allegheny Technologies . [6]
Este proceso fue reemplazado comercialmente por el proceso Kroll .
Como se ve en el diagrama a continuación, el titanio, el circonio, el hafnio , el vanadio , el torio o el protactinio impuros se calientan en un recipiente al vacío con un halógeno a 50–250 °C. La patente involucraba específicamente la intermediación de TiI 4 y ZrI 4 , que se volatilizaban (dejando las impurezas en estado sólido).
A presión atmosférica, el TiI 4 se funde a 150 °C y hierve a 377 °C, mientras que el ZrI 4 se funde a 499 °C y hierve a 600 °C. Los puntos de ebullición son más bajos a presión reducida. El tetrayoduro metálico gaseoso se descompone en un filamento de tungsteno al rojo vivo (1400 °C). Cuanto más metal se deposita, mejor conduce el filamento y, por lo tanto, se requiere una mayor corriente eléctrica para mantener la temperatura del filamento. El proceso puede realizarse en el lapso de varias horas o varias semanas, según la configuración particular.
En general, el proceso de la barra de cristal se puede realizar utilizando cualquier cantidad de metales y utilizando el halógeno o la combinación de halógenos que sea más apropiada para ese tipo de mecanismo de transporte, en función de las reactividades involucradas. Los únicos metales que se han utilizado para purificar a escala industrial son el titanio, el circonio y el hafnio, y de hecho, todavía se utiliza hoy en día en una escala mucho menor para necesidades de pureza especiales. [ cita requerida ]