عملية فان أركيل-دي بوير

تُعدّ عملية فان أركيل-دي بوير ، المعروفة أيضًا بعملية اليوديد أو عملية قضيب البلورة ، أول عملية صناعية لإنتاج التيتانيوم النقي المطاوع والزركونيوم وبعض المعادن الأخرى على نطاق تجاري. طُوّرت هذه العملية على يد أنطون إدوارد فان أركيل ويان هندريك دي بوير عام 1925 لصالح شركة فيليبس . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} وتُستخدم حاليًا في إنتاج كميات صغيرة من التيتانيوم والزركونيوم فائقَي النقاء. وتتضمن هذه العملية بشكل أساسي تكوين يوديدات المعادن وتحللها لاحقًا لإنتاج المعدن النقي، كما هو الحال في أحد مصانع شركة أليغيني تكنولوجيز في ألباني. ^{[ 6 ]}

تم استبدال هذه العملية تجارياً بعملية كرول (التي تعتمد على اختزال رباعي كلوريد التيتانيوم بواسطة المغنيسيوم المعدني ).

كما هو موضح في الرسم التخطيطي، يتم تسخين التيتانيوم غير النقي، أو الزركونيوم، أو الهافنيوم ، أو الفاناديوم ، أو الثوريوم _، أو البروتاكتينيوم في وعاء مفرغ من الهواء مع الهالوجين عند درجة حرارة تتراوح بين 50 و250  درجة مئوية. وقد تناولت براءة الاختراع على وجه التحديد وجود وسيطين هما _TiI₄ و ZrI₄ ، واللذان تبخرا (تاركين الشوائب على شكل مادة صلبة).

عند الضغط الجوي، ينصهر رباعي _يوديد التيتانيوم (TiI₄) عند 150  درجة مئوية ويغلي عند 377  درجة مئوية، بينما ينصهر رباعي _يوديد الزركونيوم (ZrI₄  ) عند 499 درجة مئوية ويغلي عند 600  درجة مئوية. وتكون درجات الغليان أقل عند انخفاض الضغط. يتحلل رباعي يوديد المعدن الغازي على سلك من التنجستن شديد السخونة (1400  درجة مئوية). كلما زادت كمية المعدن المترسب، تحسنت موصلية السلك، وبالتالي يلزم تيار كهربائي أكبر للحفاظ على درجة حرارته. يمكن إتمام هذه العملية في غضون ساعات أو أسابيع، حسب الإعداد المستخدم.

بشكل عام، يمكن إجراء عملية البلورات المعدنية باستخدام أي عدد من المعادن، وذلك باستخدام أي هالوجين أو مزيج من الهالوجينات الأنسب لآلية النقل هذه، بناءً على التفاعلات الكيميائية المعنية. المعادن الوحيدة التي استُخدمت هذه العملية لتنقيتها على نطاق صناعي هي التيتانيوم والزركونيوم والهافنيوم ، وفي الواقع لا تزال تُستخدم حتى اليوم على نطاق أضيق بكثير لتلبية احتياجات نقاء خاصة .