碘化物热离解法

碘化物热离解法(thermaldecompositionprocessofiodide)

利用金属碘化物的离解反应进行金属精炼的方法。碘化物热离解法于1925年由范阿克尔一德博尔(VanArkel-deBoer)发明，故又称为范阿克尔一德博尔法。后经人们研究，发现钛、锆、铪、铌、钽、钛等十余种金属都可用这种方法提纯，但只有钛、锆、铪、钍、铬等金属曾进行过小规模生产。碘化物热离解法产出的锆纯度高，能满足原子能工业纯度要求，但生产能力小，能耗及成本高，自20世纪60年代以来逐渐为电子束熔炼所取代。

方法的实质是：使某些熔点高、蒸气压低，并在较低温度下(例如473～673K)能与碘蒸气作用的金属在较低温度下生成易挥发性的碘化物挥发，与粗金属中不生成挥发性碘化物的杂质分离；随后把这种在高温下不稳定的碘化物蒸气引入高温区(如1273～1873K)，热离解成纯金属和碘蒸气；热离解产生的碘蒸气再返回到低温区与粗金属作用，如此反复进行即可从粗金属制得纯金属。碘在金属精炼过程中不消耗，只起载体作用。过程可用反应式表示：

碘化物热离解过程通常在图所示的设备中进行。设备由因科内尔(Inconel)合金制成，内可抽真空至10-2～10-4Pa。粗金属(如海绵钛或锆)放在钼屏与设备内壁之间温度较低的低温区内。设备中装着一对电极，电极间挂着一根欲提纯金属的纯金属丝，电极通电后可使金属丝升温至所需温度(如1573K)。碘放入装碘小瓶内。操作时，打破装碘小瓶，碘便升华入低温区与粗金属作用，生成碘化物蒸气，碘化物再扩散至高温丝上离解成纯金属和碘蒸气。钛、锆、铪、钍、铬碘化物热离解的热制度如表所列。粗钛、锆经碘化物离解提纯后，氧、碳、氮的杂质含量分别降至(30～50)×10-4％、(100～300)×10-4％、(10～40)×10-4％，并能明显除去铁、锰、镁等杂质。