Proceso de Van Arkel-de Boer

El proceso van Arkel-de Boer , también conocido como proceso de yoduro o proceso de barra cristalina , fue el primer proceso industrial para la producción comercial de titanio , circonio y otros metales puros y dúctiles. Fue desarrollado por Anton Eduard van Arkel y Jan Hendrik de Boer en 1925 para Philips NV . ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]} Actualmente, se utiliza en la producción de pequeñas cantidades de titanio y circonio ultrapuros. Consiste principalmente en la formación de yoduros metálicos y su posterior descomposición para obtener metal puro, por ejemplo, en una de las plantas de Allegheny Technologies en Albany. ^{[ 6 ]}

Este proceso fue reemplazado comercialmente por el proceso Kroll (basado en la reducción del tetracloruro de titanio mediante magnesio metálico ).

Como se observa en el diagrama, 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 se refería específicamente a la formación intermedia de TiI₄ y ZrI₄ , que se volatilizaron (dejando impurezas en estado sólido) _.

A presión atmosférica, _{el TiI₄} se funde a 150  °C y hierve a 377  °C, mientras que _el ZrI₄ 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). A medida que se deposita más metal, el filamento conduce mejor la electricidad y, por lo tanto, se requiere una mayor corriente eléctrica para mantener su temperatura. El proceso puede realizarse en varias horas o varias semanas, según la configuración específica.

En general, el proceso de barra cristalina puede realizarse con diversos metales, utilizando el halógeno o la combinación de halógenos más adecuados para ese mecanismo de transporte, en función de las reactividades involucradas. Los únicos metales que se han purificado a escala industrial mediante este método son el titanio , el circonio y el hafnio , y de hecho, aún se utiliza hoy en día a menor escala para necesidades de pureza especiales.