thumb|upright|Sprzęt używany do procesu van Arkela-de Boera. Korpus jest wykonany ze szkła kwarcowego. (1) – pompa próżniowa(2) – 6 mm elektroda molibdenowa(3) – siatka molibdenowa(4) – komora na surowiec(5) – drut wolframowy Proces van Arkela-de Boera (znany też jako proces jodkowy lub proces pręta kryształu) – pierwszy przemysłowy proces otrzymywania czystego cyrkonu, opracowany przez Antona van Arkela i Jana de Boera w 1925 roku. Jest używany w produkcji niewielkich ilości niektórych metali o najwyższej czystości. Jego podstawowym schematem jest przekształcenie oczyszczanego metalu w lotny jodek, który jest izolowany i rozkładany termicznie do czystego metalu. Jedynymi metalami oczyszczanymi w tym procesie na skalę przemysłową były tytan, cyrkon i hafn, można go też wykorzystać do oczyszczania wanadu, toru lub protaktynu. Proces został wyparty w przemyśle przez proces Krolla i jest stosowany obecnie na znacznie mniejszą skalę.
Technologia Zanieczyszczony metal ogrzewa się w naczyniu próżniowym z jodem (lub innym fluorowcem) w temperaturze ok. 500 °C. Powstające jodki, np. lub , ulatniają się pozostawiając zanieczyszczenia w stanie stałym. Przy ciśnieniu atmosferycznym topi się w 155 °C, a wrze w 377 °C, podczas gdy topi się w 499 °C (punkt potrójny), a w 431 °C sublimuje. Temperatury wrzenia są niższe przy mniejszych ciśnieniach. Gazowy tetrajodek metalu jest rozkładany na rozgrzanym do białości (1200 °C) włóknie wolframowym. W miarę jak coraz więcej metalu odkłada się, włókno zaczyna lepiej przewodzić prąd, przez co wymagane jest coraz więcej prądu do utrzymania wysokiej temperatury włókna. Proces oczyszczania opisują dwa równania:
Do wytworzenia nowych porcji jodków używa się jod wydzielony w powyższej reakcji.
Podstawą efektywności procesu są następujące czynniki: zanieczyszczenia międzywęzłowe, takie jak tlen, węgiel lub azot, występują w surowym materiale w postaci tlenków, węglików i azotków, które nie reagują z jodem niektóre z powstających jodków metali zanieczyszczających są na tyle stabilne termicznie, że nie ulegają rozkładowi na rozgrzanym włóknie wiele zanieczyszczeń jest na tyle lotnych, że jeśli nawet ulegają transportowi w postaci jodku i rozpadowi termicznemu na włóknie, to pozostają w fazie gazowej i nie odkładają się z produktem tworzenie jodków różnych metali wymaga różnych temperatur, np. jodek cyrkonu powstaje w ok. 300 °C, a jodek niobu w 400 °C, co umożliwia znaczące obniżenie zawartości niobu w oczyszczonym cyrkonie (z 2,5% do ok. 1‰)
Proces van Arkela-de Boera jest natomiast mało efektywny w usuwaniu np. hafnu i krzemu, które mają wyższe współczynniki transportu.
W zależności od warunków, proces może trwać od kilku godzin do kilku tygodni.
thumb|left|350px|Proces jodkowy. Me oznacza metal
Galeria Przykłady kilku metali oczyszczonych za pomocą tego procesu:
Przypisy
Kategoria:Materiałoznawstwo Kategoria:Krystalizacja