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 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 siguiente, el titanio, circonio, hafnio , vanadio , torio o 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 volatilizaron (dejando las impurezas sólidas).
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 sobre un filamento de tungsteno al rojo vivo (1400 °C). Cuanto más metal se deposita, el filamento conduce mejor y, por tanto, se requiere una mayor corriente eléctrica para mantener la temperatura del filamento. El proceso se puede realizar en el lapso de varias horas o varias semanas, dependiendo de la configuración particular.
Generalmente, el proceso de barra de cristal se puede realizar usando cualquier cantidad de metales usando cualquier halógeno o combinación de halógenos que sea más apropiado para ese tipo de mecanismo de transporte, según las reactividades involucradas. Los únicos metales que se ha utilizado para purificar a escala industrial son el titanio, el circonio y el hafnio y, de hecho, todavía se utiliza hoy en día a una escala mucho menor para necesidades de pureza especiales. [ cita necesaria ]