ელემენტი 72: ჰაფნიუმი

ჰაფნიუმი, ლითონი Hf, ატომური ნომერი 72, ატომური წონა 178,49, არის მბზინავი ვერცხლისფერი ნაცრისფერი გარდამავალი ლითონი.

ჰაფნიუმს აქვს ექვსი ბუნებრივად სტაბილური იზოტოპი: ჰაფნიუმი 174, 176, 177, 178, 179 და 180. ჰაფნიუმი არ რეაგირებს განზავებულ მარილმჟავასთან, განზავებულ გოგირდმჟავასთან და ძლიერ ტუტე ხსნარებთან, მაგრამ ხსნადია ჰიდროფთორმჟავაში და ა. ელემენტის სახელი მოდის კოპენჰაგენის ლათინური სახელიდან.

1925 წელს შვედმა ქიმიკოსმა ჰერვიმ და ჰოლანდიელმა ფიზიკოსმა კოსტერმა მიიღეს სუფთა ჰაფნიუმის მარილი ფტორირებული რთული მარილების ფრაქციული კრისტალიზაციის გზით და ამცირეს იგი მეტალის ნატრიუმით სუფთა ლითონის ჰაფნიუმის მისაღებად. ჰაფნიუმი შეიცავს დედამიწის ქერქის 0,00045%-ს და ბუნებაში ხშირად ასოცირდება ცირკონიუმთან.

პროდუქტის დასახელება: ჰაფნიუმი

ელემენტის სიმბოლო: Hf

ატომური წონა: 178,49

ელემენტის ტიპი: მეტალის ელემენტი

ფიზიკური თვისებები:

ჰაფნიუმიარის ვერცხლისფერი ნაცრისფერი ლითონი მეტალის ბზინვარებით; ლითონის ჰაფნიუმის ორი ვარიანტი არსებობს: α ჰაფნიუმი არის ექვსკუთხა მჭიდროდ შეფუთული ვარიანტი (1750 ℃), ტრანსფორმაციის უფრო მაღალი ტემპერატურა, ვიდრე ცირკონიუმი. მეტალის ჰაფნიუმს აქვს ალოტროპული ვარიანტები მაღალ ტემპერატურაზე. ლითონის ჰაფნიუმს აქვს მაღალი ნეიტრონის შთანთქმის განივი და შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც საკონტროლო მასალა რეაქტორებისთვის.

არსებობს კრისტალური სტრუქტურების ორი ტიპი: ექვსკუთხა მკვრივი შეფუთვა 1300 ℃ (α- განტოლება) ქვემოთ ტემპერატურაზე; 1300 ℃-ზე მაღალ ტემპერატურაზე, ის არის სხეულზე ორიენტირებული კუბური (β- განტოლება). პლასტიურობის მქონე ლითონი, რომელიც გამკვრივდება და მტვრევადი ხდება მინარევების არსებობისას. სტაბილურია ჰაერში, მხოლოდ ზედაპირზე ბნელდება წვისას. ძაფები შეიძლება აანთოს ასანთის ალით. ცირკონიუმის მსგავსი თვისებები. ის არ რეაგირებს წყალთან, განზავებულ მჟავებთან ან ძლიერ ფუძეებთან, მაგრამ ადვილად ხსნადია აკვა რეგიაში და ჰიდროფთორმჟავაში. ძირითადად +4 ვალენტობის მქონე ნაერთებში. ცნობილია, რომ ჰაფნიუმის შენადნობი (Ta4HfC5) აქვს ყველაზე მაღალი დნობის წერტილი (დაახლოებით 4215 ℃).

კრისტალური სტრუქტურა: ბროლის უჯრედი ექვსკუთხაა

CAS ნომერი: 7440-58-6

დნობის წერტილი: 2227 ℃

დუღილის წერტილი: 4602 ℃

ქიმიური თვისებები:

ჰაფნიუმის ქიმიური თვისებები ძალიან ჰგავს ცირკონიუმის თვისებებს და მას აქვს კარგი კოროზიის წინააღმდეგობა და ადვილად არ კოროზირდება ზოგადი მჟავა ტუტე წყალხსნარებით; ადვილად ხსნადი ფტორმჟავაში ფტორირებული კომპლექსების წარმოქმნით. მაღალ ტემპერატურაზე ჰაფნიუმს ასევე შეუძლია პირდაპირ გაერთიანდეს ისეთ გაზებთან, როგორიცაა ჟანგბადი და აზოტი, რათა წარმოქმნას ოქსიდები და ნიტრიდები.

ნაერთებში ჰაფნიუმს ხშირად აქვს +4 ვალენტობა. მთავარი ნაერთი არისჰაფნიუმის ოქსიდიHfO2. ჰაფნიუმის ოქსიდის სამი განსხვავებული ვარიანტი არსებობს:ჰაფნიუმის ოქსიდიმიღებული ჰაფნიუმის სულფატისა და ქლორიდის ოქსიდის უწყვეტი კალცინაციით არის მონოკლინიკური ვარიანტი; ჰაფნიუმის ოქსიდი, რომელიც მიღებულია ჰაფნიუმის ჰიდროქსიდის დაახლოებით 400 ℃ გათბობით, არის ტეტრაგონალური ვარიანტი; თუ კალცინირებულია 1000 ℃-ზე მაღლა, შესაძლებელია კუბური ვარიანტის მიღება. კიდევ ერთი ნაერთი არისჰაფნიუმის ტეტრაქლორიდი, რომელიც წარმოადგენს ნედლეულს ლითონის ჰაფნიუმის მოსამზადებლად და შეიძლება მომზადდეს ქლორის გაზის რეაქციით ჰაფნიუმის ოქსიდისა და ნახშირბადის ნარევზე. ჰაფნიუმის ტეტრაქლორიდი შედის კონტაქტში წყალთან და მაშინვე ჰიდროლიზდება მაღალ სტაბილურად HfO (4H2O) 2+იონებში. HfO2+იონები არსებობს ჰაფნიუმის ბევრ ნაერთში და შეუძლიათ ნემსის ფორმის ჰიდრატირებული ჰაფნიუმის ოქსიქლორიდის HfOCl2 · 8H2O კრისტალების კრისტალიზება მარილმჟავას მჟავიან ჰაფნიუმის ტეტრაქლორიდის ხსნარში.

4-ვალენტიანი ჰაფნიუმი ასევე მიდრეკილია შექმნას კომპლექსები ფტორთან, რომელიც შედგება K2HfF6, K3HfF7, (NH4) 2HfF6 და (NH4) 3HfF7. ეს კომპლექსები გამოიყენებოდა ცირკონიუმის და ჰაფნიუმის გამოყოფისთვის.

საერთო ნაერთები:

ჰაფნიუმის დიოქსიდი: სახელწოდება ჰაფნიუმის დიოქსიდი; ჰაფნიუმის დიოქსიდი; მოლეკულური ფორმულა: HfO2 [4]; თვისება: თეთრი ფხვნილი სამი კრისტალური სტრუქტურით: მონოკლინიკური, ტეტრაგონალური და კუბური. სიმკვრივეები არის 10.3, 10.1 და 10.43 გ/სმ3, შესაბამისად. დნობის წერტილი 2780-2920K. დუღილის წერტილი 5400K. თერმული გაფართოების კოეფიციენტი 5.8 × 10-6/℃. უხსნადი წყალში, მარილმჟავასა და აზოტის მჟავაში, მაგრამ ხსნადი კონცენტრირებულ გოგირდმჟავასა და ჰიდროქლორინის მჟავაში. წარმოიქმნება ისეთი ნაერთების თერმული დაშლით ან ჰიდროლიზით, როგორიცაა ჰაფნიუმის სულფატი და ჰაფნიუმის ოქსიქლორიდი. ნედლეული ლითონის ჰაფნიუმის და ჰაფნიუმის შენადნობების წარმოებისთვის. გამოიყენება როგორც ცეცხლგამძლე მასალები, ანტირადიოაქტიური საფარები და კატალიზატორები. [5] ატომური ენერგიის დონე HfO არის პროდუქტი, რომელიც მიიღება ერთდროულად ატომური ენერგიის დონის ZrO წარმოებისას. მეორადი ქლორირებიდან დაწყებული, გაწმენდის, შემცირების და ვაკუუმური დისტილაციის პროცესები თითქმის იდენტურია ცირკონიუმის.

ჰაფნიუმის ტეტრაქლორიდი: ჰაფნიუმის (IV) ქლორიდი, ჰაფნიუმის ტეტრაქლორიდი მოლეკულური ფორმულა HfCl4 მოლეკულური წონა 320,30 სიმბოლო: თეთრი კრისტალური ბლოკი. მგრძნობიარეა ტენიანობის მიმართ. ხსნადია აცეტონში და მეთანოლში. წყალში ჰიდროლიზება ჰაფნიუმის ოქსიქლორიდის (HfOCl2) წარმოქმნით. გააცხელეთ 250 ℃-მდე და აორთქლდით. აღიზიანებს თვალებს, სასუნთქ სისტემას და კანს.

ჰაფნიუმის ჰიდროქსიდი: ჰაფნიუმის ჰიდროქსიდი (H4HfO4), ჩვეულებრივ წარმოდგენილია როგორც ჰიდრატირებული ოქსიდი HfO2 · nH2O, წყალში უხსნადი, ადვილად ხსნადი არაორგანულ მჟავებში, უხსნადი ამიაკიში და იშვიათად ხსნადი ნატრიუმის ჰიდროქსიდში. გააცხელეთ 100 ℃ ჰაფნიუმის ჰიდროქსიდის HfO (OH) წარმოქმნის მიზნით. მისი გამოყენება შესაძლებელია ჰაფნიუმის სხვა ნაერთების წარმოებისთვის.

კვლევის ისტორია

აღმოჩენის ისტორია:

1923 წელს შვედმა ქიმიკოსმა ჰერვიმ და ჰოლანდიელმა ფიზიკოსმა დ. კოსტერმა აღმოაჩინეს ჰაფნიუმი ნორვეგიასა და გრენლანდიაში წარმოებულ ცირკონში და დაარქვეს ჰაფნიუმი, რომელიც წარმოიშვა ლათინური სახელწოდებიდან Hafnia of Copenhagen. 1925 წელს ჰერვიმ და კოსტერმა გამოაცალკევეს ცირკონიუმი და ტიტანი ფტორირებული რთული მარილების ფრაქციული კრისტალიზაციის მეთოდის გამოყენებით სუფთა ჰაფნიუმის მარილების მისაღებად; და შეამცირეთ ჰაფნიუმის მარილი მეტალის ნატრიუმით, რათა მიიღოთ სუფთა ლითონის ჰაფნიუმი. ჰერვიმ მოამზადა რამდენიმე მილიგრამი სუფთა ჰაფნიუმის ნიმუში.

ქიმიური ექსპერიმენტები ცირკონიუმზე და ჰაფნიუმზე:

1998 წელს ტეხასის უნივერსიტეტში პროფესორ კარლ კოლინზის მიერ ჩატარებულ ექსპერიმენტში აცხადებდნენ, რომ გამა-გამოსხივებულ ჰაფნიუმს 178მ2 (იზომერი ჰაფნიუმი-178მ2 [7]) შეუძლია უზარმაზარი ენერგიის გამოყოფა, რაც ქიმიურ რეაქციებზე სიდიდის ხუთი რიგით მაღალია. სამი რიგით დაბალია, ვიდრე ბირთვული რეაქციები. [8] Hf178m2 (ჰაფნიუმი 178მ2) აქვს ყველაზე გრძელი სიცოცხლის ხანგრძლივობა მსგავს გრძელვადიან იზოტოპებს შორის: Hf178m2 (ჰაფნიუმი 178მ2) აქვს ნახევარგამოყოფის პერიოდი 31 წელი, რაც იწვევს ბუნებრივ რადიოაქტიურობას დაახლოებით 1,6 ტრილიონი ბეკერელი. კოლინზის მოხსენებაში ნათქვამია, რომ ერთი გრამი სუფთა Hf178m2 (ჰაფნიუმი 178მ2) შეიცავს დაახლოებით 1330 მეგაჯოულს, რაც უდრის 300 კილოგრამი ტროტილი ასაფეთქებელი ნივთიერებების აფეთქების შედეგად გამოთავისუფლებულ ენერგიას. კოლინზის მოხსენებაში მითითებულია, რომ ამ რეაქციაში მთელი ენერგია გამოიყოფა რენტგენის ან გამა სხივების სახით, რომლებიც ათავისუფლებენ ენერგიას უკიდურესად სწრაფი სიჩქარით და Hf178m2 (ჰაფნიუმი 178მ2) კვლავ შეუძლია რეაგირება უკიდურესად დაბალ კონცენტრაციებში. [9] პენტაგონმა გამოყო ფინანსები კვლევისთვის. ექსპერიმენტში, სიგნალი-ხმაურის თანაფარდობა იყო ძალიან დაბალი (მნიშვნელოვანი შეცდომებით) და მას შემდეგ, მიუხედავად მრავალი ორგანიზაციის მეცნიერების მიერ, მათ შორის შეერთებული შტატების თავდაცვის დეპარტამენტის Advanced Projects Research Agency (DARPA) და JASON Defense Advisory-ის მრავალი ექსპერიმენტის მიუხედავად. ჯგუფი [13], ვერცერთმა მეცნიერმა ვერ მიაღწია ამ რეაქციას კოლინზის მიერ პრეტენზიულ პირობებში და კოლინზმა არ წარმოადგინა ძლიერი მტკიცებულება ამ რეაქციის არსებობის დასადასტურებლად, კოლინზმა შემოგვთავაზა ინდუცირებული გამა სხივების ემისიის გამოყენების მეთოდი ენერგიის გასათავისუფლებლად. Hf178m2 (ჰაფნიუმი 178m2) [15], მაგრამ სხვა მეცნიერებმა თეორიულად დაამტკიცეს, რომ ამ რეაქციის მიღწევა შეუძლებელია. [16] Hf178m2 (ჰაფნიუმი 178m2) ფართოდ არის მიჩნეული აკადემიურ საზოგადოებაში, რომ არ არის ენერგიის წყარო.

ჰაფნიუმის ოქსიდი

განაცხადის ველი:

ჰაფნიუმი ძალიან სასარგებლოა ელექტრონების გამოსხივების უნარის გამო, მაგალითად, როგორც ძაფის სახით გამოიყენება ინკანდესენტურ ნათურებში. გამოიყენება როგორც რენტგენის მილების კათოდი, ხოლო ჰაფნიუმის და ვოლფრამის ან მოლიბდენის შენადნობები გამოიყენება ელექტროდებად მაღალი ძაბვის გამონადენი მილებისთვის. ჩვეულებრივ გამოიყენება კათოდური და ვოლფრამის მავთულის წარმოების ინდუსტრიაში რენტგენის სხივებისთვის. სუფთა ჰაფნიუმი მნიშვნელოვანი მასალაა ატომური ენერგიის ინდუსტრიაში მისი პლასტიურობის, მარტივი დამუშავების, მაღალი ტემპერატურის წინააღმდეგობის და კოროზიის წინააღმდეგობის გამო. ჰაფნიუმს აქვს დიდი თერმული ნეიტრონის დაჭერის განივი და არის იდეალური ნეიტრონის შთამნთქმელი, რომელიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც კონტროლის ღერო და დამცავი მოწყობილობა ატომური რეაქტორებისთვის. ჰაფნიუმის ფხვნილი შეიძლება გამოვიყენოთ, როგორც ძრავა რაკეტებისთვის. რენტგენის მილების კათოდი შეიძლება დამზადდეს ელექტრო ინდუსტრიაში. ჰაფნიუმის შენადნობი შეიძლება იყოს წინა დამცავი ფენა სარაკეტო საქშენებისთვის და სრიალით ხელახალი შესვლის თვითმფრინავებისთვის, ხოლო Hf Ta შენადნობი შეიძლება გამოყენებულ იქნას ხელსაწყოების ფოლადისა და წინააღმდეგობის მასალების დასამზადებლად. ჰაფნიუმი გამოიყენება როგორც დანამატის ელემენტი სითბოს მდგრად შენადნობებში, როგორიცაა ვოლფრამი, მოლიბდენი და ტანტალი. HfC შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც დანამატი მყარი შენადნობების მაღალი სიხისტისა და დნობის წერტილის გამო. 4TaCHfC-ის დნობის წერტილი არის დაახლოებით 4215 ℃, რაც მას დნობის ყველაზე ცნობილი წერტილის მქონე ნაერთად აქცევს. ჰაფნიუმი შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც გამტარი მრავალი ინფლაციის სისტემაში. ჰაფნიუმის მიმღებებს შეუძლიათ ამოიღონ სისტემაში არსებული არასაჭირო აირები, როგორიცაა ჟანგბადი და აზოტი. ჰაფნიუმი ხშირად გამოიყენება როგორც დანამატი ჰიდრავლიკურ ზეთში, რათა თავიდან აიცილოს ჰიდრავლიკური ზეთის აორთქლება მაღალი რისკის ოპერაციების დროს და აქვს ძლიერი არასტაბილურობის საწინააღმდეგო თვისებები. ამიტომ, იგი ძირითადად გამოიყენება სამრეწველო ჰიდრავლიკურ ზეთებში. სამედიცინო ჰიდრავლიკური ზეთი.

ჰაფნიუმის ელემენტი ასევე გამოიყენება უახლეს Intel 45 ნანოპროცესორებში. სილიციუმის დიოქსიდის (SiO2) დამზადების და ტრანზისტორის მუშაობის მუდმივი გაუმჯობესების მიზნით სისქის შემცირების უნარის გამო, პროცესორის მწარმოებლები იყენებენ სილიციუმის დიოქსიდს, როგორც მასალას კარიბჭის დიელექტრიკებისთვის. როდესაც Intel-მა შემოიტანა 65 ნანომეტრიანი წარმოების პროცესი, მიუხედავად იმისა, რომ მან ყველა ღონე იხმარა სილიციუმის დიოქსიდის კარიბჭის დიელექტრიკის სისქე 1.2 ნანომეტრამდე შეემცირებინა, რაც ექვივალენტურია ატომების 5 ფენის, ენერგიის მოხმარების და სითბოს გაფრქვევის სირთულე ასევე გაიზრდებოდა ტრანზისტორის დროს. შემცირდა ატომის ზომამდე, რის შედეგადაც წარმოიქმნა მიმდინარე ნარჩენები და არასაჭირო სითბოს ენერგია. ამიტომ, თუ გაგრძელდება მიმდინარე მასალების გამოყენება და სისქე კიდევ უფრო შემცირდება, კარიბჭის დიელექტრიკის გაჟონვა მნიშვნელოვნად გაიზრდება, რაც ტრანზისტორის ტექნოლოგიას საზღვრებს მიაღწევს. ამ კრიტიკული საკითხის გადასაჭრელად Intel გეგმავს გამოიყენოს უფრო სქელი მაღალი K მასალების (ჰაფნიუმზე დაფუძნებული მასალები) კარიბჭე დიელექტრიკულად სილიციუმის დიოქსიდის ნაცვლად, რამაც წარმატებით შეამცირა გაჟონვა 10-ზე მეტჯერ. წინა თაობის 65 ნმ ტექნოლოგიასთან შედარებით, Intel-ის 45 ნმ პროცესი ზრდის ტრანზისტორის სიმკვრივეს თითქმის ორჯერ, რაც საშუალებას იძლევა გაზარდოს ტრანზისტორების საერთო რაოდენობა ან შემცირდეს პროცესორის მოცულობა. გარდა ამისა, ტრანზისტორის გადართვისთვის საჭირო სიმძლავრე უფრო დაბალია, რაც ამცირებს ენერგიის მოხმარებას თითქმის 30%-ით. შიდა კავშირები დამზადებულია სპილენძის მავთულისგან, რომელიც დაწყვილებულია დაბალი k დიელექტრიკით, შეუფერხებლად აუმჯობესებს ეფექტურობას და ამცირებს ენერგიის მოხმარებას, ხოლო გადართვის სიჩქარე დაახლოებით 20% -ით უფრო სწრაფია.

მინერალების განაწილება:

ჰაფნიუმს აქვს უფრო მაღალი ქერქის სიმრავლე, ვიდრე ჩვეულებრივ გამოყენებულ ლითონებს, როგორიცაა ბისმუტი, კადმიუმი და ვერცხლისწყალი, და შინაარსით ექვივალენტურია ბერილიუმთან, გერმანიუმთან და ურანთან. ცირკონიუმის შემცველი ყველა მინერალი შეიცავს ჰაფნიუმს. ინდუსტრიაში გამოყენებული ცირკონი შეიცავს 0,5-2% ჰაფნიუმს. ბერილიუმის ცირკონი (ალვიტი) მეორად ცირკონიუმის საბადოში შეიძლება შეიცავდეს 15%-მდე ჰაფნიუმს. ასევე არსებობს მეტამორფული ცირკონის ტიპი, ცირტოლიტი, რომელიც შეიცავს 5%-ზე მეტ HfO-ს. ბოლო ორი წიაღისეულის მარაგი მცირეა და ჯერ არ არის მიღებული ინდუსტრიაში. ჰაფნიუმი ძირითადად ამოღებულია ცირკონიუმის წარმოების დროს.

ჰაფნიუმი:

ის ცირკონიუმის მადნების უმეტესობაში არსებობს. [18] [19] იმიტომ, რომ ქერქში ძალიან მცირე შემცველობაა. ის ხშირად თანაარსებობს ცირკონიუმთან და არ გააჩნია ცალკე მადანი.

მომზადების მეთოდი:

1. მისი მომზადება შესაძლებელია ჰაფნიუმის ტეტრაქლორიდის მაგნიუმის შემცირებით ან ჰაფნიუმის იოდიდის თერმული დაშლით. HfCl4 და K2HfF6 ასევე შეიძლება გამოყენებულ იქნას ნედლეულად. NaCl KCl HfCl4 ან K2HfF6 დნობის ელექტროლიტური წარმოების პროცესი ცირკონიუმის ელექტროლიტური წარმოების მსგავსია.

2. ჰაფნიუმი თანაარსებობს ცირკონიუმთან და არ არსებობს ცალკე ნედლეული ჰაფნიუმისთვის. ჰაფნიუმის წარმოების ნედლეული არის ნედლი ჰაფნიუმის ოქსიდი, რომელიც გამოყოფილია ცირკონიუმის წარმოების პროცესში. ამოიღეთ ჰაფნიუმის ოქსიდი იონგამცვლელი ფისის გამოყენებით და შემდეგ გამოიყენეთ იგივე მეთოდი, როგორც ცირკონიუმი ამ ჰაფნიუმის ოქსიდიდან ლითონის ჰაფნიუმის მოსამზადებლად.

3. მისი მომზადება შესაძლებელია ჰაფნიუმის ტეტრაქლორიდის (HfCl4) ნატრიუმთან ერთად გაცხელებით რედუქციის გზით.

ცირკონიუმის და ჰაფნიუმის გამოყოფის ყველაზე ადრეული მეთოდები იყო ფტორირებული კომპლექსური მარილების ფრაქციული კრისტალიზაცია და ფოსფატების ფრაქციული დალექვა. ეს მეთოდები შრომატევადია და შემოიფარგლება მხოლოდ ლაბორატორიული გამოყენებით. ცირკონიუმისა და ჰაფნიუმის გამიჯვნის ახალი ტექნოლოგიები, როგორიცაა ფრაქციული დისტილაცია, გამხსნელი ექსტრაქცია, იონური გაცვლა და ფრაქციული ადსორბცია, გაჩნდა ერთმანეთის მიყოლებით, გამხსნელი მოპოვება უფრო პრაქტიკულია. ორი ხშირად გამოყენებული გამოყოფის სისტემაა თიოციანატის ციკლოჰექსანონის სისტემა და ტრიბუტილფოსფატის აზოტმჟავას სისტემა. ზემოაღნიშნული მეთოდებით მიღებული პროდუქტები არის ჰაფნიუმის ჰიდროქსიდი, ხოლო სუფთა ჰაფნიუმის ოქსიდის მიღება შესაძლებელია კალცინაციით. მაღალი სისუფთავის ჰაფნიუმის მიღება შესაძლებელია იონური გაცვლის მეთოდით.

ინდუსტრიაში, ლითონის ჰაფნიუმის წარმოება ხშირად მოიცავს როგორც კროლის, ასევე დებორ აკერის პროცესს. კროლის პროცესი მოიცავს ჰაფნიუმის ტეტრაქლორიდის შემცირებას მეტალის მაგნიუმის გამოყენებით:

2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf

დებორ აკერის მეთოდი, რომელიც ასევე ცნობილია როგორც იოდიზაციის მეთოდი, გამოიყენება ჰაფნიუმის მსგავსი ღრუბლის გასაწმენდად და ელასტიური ლითონის ჰაფნიუმის მისაღებად.

5. ჰაფნიუმის დნობა ძირითადად იგივეა, რაც ცირკონიუმის:

პირველი ნაბიჯი არის მადნის დაშლა, რომელიც მოიცავს სამ მეთოდს: ცირკონის ქლორირებას (Zr, Hf) Cl-ის მისაღებად. ცირკონის ტუტე დნობა. ცირკონი დნება NaOH-თან დაახლოებით 600-ზე და (Zr, Hf) O-ს 90%-ზე მეტი გარდაიქმნება Na (Zr, Hf) O-ად, ხოლო SiO გარდაიქმნება NaSiO-ში, რომელიც იხსნება წყალში მოსაშორებლად. Na (Zr, Hf) O შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც თავდაპირველი ხსნარი ცირკონიუმის და ჰაფნიუმის გამოსაყოფად HNO-ში გახსნის შემდეგ. თუმცა, SiO კოლოიდების არსებობა ართულებს გამხსნელების გამოყოფას. შეანჯღრიეთ KSiF-ით და ჩაყარეთ წყალში K (Zr, Hf) F ხსნარის მისაღებად. ხსნარს შეუძლია ცირკონიუმის და ჰაფნიუმის გამოყოფა ფრაქციული კრისტალიზაციის გზით;

მეორე საფეხური არის ცირკონიუმის და ჰაფნიუმის გამოყოფა, რაც შეიძლება მიღწეული იქნას გამხსნელი ექსტრაქციის გამოყოფის მეთოდების გამოყენებით მარილმჟავას MIBK (მეთილ იზობუტილ კეტონი) სისტემის და HNO-TBP (ტრიბუტილ ფოსფატი) სისტემის გამოყენებით. მრავალსაფეხურიანი ფრაქციების ტექნოლოგია HfCl და ZrCl ორთქლის წნევის სხვაობის გამოყენებით დნება მაღალი წნევის ქვეშ (20 ატმოსფეროზე მეტი) დიდი ხანია შესწავლილია, რამაც შეიძლება დაზოგოს მეორადი ქლორირება და შეამციროს ხარჯები. თუმცა, (Zr, Hf) Cl და HCl-ის კოროზიის პრობლემის გამო, ადვილი არ არის შესაფერისი ფრაქციული სვეტის მასალების პოვნა, ასევე ეს შეამცირებს ZrCl და HfCl ხარისხს, გაზრდის გაწმენდის ხარჯებს. 1970-იან წლებში ის ჯერ კიდევ შუალედური ქარხნის ტესტირების ეტაპზე იყო;

მესამე ნაბიჯი არის HfO-ის მეორადი ქლორირება ნედლი HfCl-ის მისაღებად შემცირებისთვის;

მეოთხე ნაბიჯი არის HfCl-ის გაწმენდა და მაგნიუმის შემცირება. ეს პროცესი იგივეა, რაც ZrCl-ის გაწმენდა და შემცირება, ხოლო შედეგად მიღებული ნახევრად მზა პროდუქტი არის უხეში ღრუბელი ჰაფნიუმი;

მეხუთე ნაბიჯი არის ნედლი სპონგური ჰაფნიუმის ვაკუუმური დისტილაცია MgCl-ის მოსაშორებლად და ჭარბი მეტალის მაგნიუმის აღსადგენად, რის შედეგადაც მიიღება სპონგური ლითონის ჰაფნიუმის მზა პროდუქტი. თუ შემამცირებელი აგენტი იყენებს ნატრიუმს მაგნიუმის ნაცვლად, მეხუთე ნაბიჯი უნდა შეიცვალოს წყალში ჩაძირვით.

შენახვის მეთოდი:

შეინახეთ გრილ და ვენტილირებადი საწყობში. მოარიდეთ ნაპერწკლებს და სითბოს წყაროებს. ის უნდა ინახებოდეს დამოუკიდებლად ოქსიდანტებისაგან, მჟავებისგან, ჰალოგენებისგან და ა.შ. და თავიდან აიცილოთ შერევის შენახვა. აფეთქებაგამძლე განათებისა და ვენტილაციის საშუალებების გამოყენება. აკრძალეთ ნაპერწკლებისკენ მიდრეკილი მექანიკური აღჭურვილობისა და ხელსაწყოების გამოყენება. შესანახი ადგილი აღჭურვილი უნდა იყოს შესაბამისი მასალებით გაჟონვის შესანარჩუნებლად.