घटक 72: हॅफनियम

हॅफनियम, धातू Hf, अणुक्रमांक 72, अणु वजन 178.49, एक चमकदार चांदीचा राखाडी संक्रमण धातू आहे.

हॅफनियममध्ये सहा नैसर्गिकरित्या स्थिर समस्थानिक आहेत: हॅफनियम 174, 176, 177, 178, 179, आणि 180. हेफनियम सौम्य हायड्रोक्लोरिक ऍसिड, पातळ सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि मजबूत अल्कधर्मी द्रावणांवर प्रतिक्रिया देत नाही, परंतु ते हायड्रोफ्लोरिक ऍसिड आणि हायड्रोफ्लोरिक ऍसिडमध्ये विद्रव्य आहे. घटकाचे नाव कोपनहेगन शहराच्या लॅटिन नावावरून आले आहे.

1925 मध्ये, स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ हर्वे आणि डच भौतिकशास्त्रज्ञ कोस्टर यांनी फ्लोरिनेटेड कॉम्प्लेक्स क्षारांचे फ्रॅक्शनल क्रिस्टलायझेशन करून शुद्ध हॅफनियम मीठ मिळवले आणि शुद्ध धातूचे हॅफनियम मिळविण्यासाठी ते धातू सोडियमसह कमी केले. हॅफनिअममध्ये पृथ्वीच्या कवचाचा 0.00045% समावेश आहे आणि बहुतेक वेळा ते निसर्गात झिरकोनियमशी संबंधित असते.

उत्पादनाचे नाव: हॅफनियम

घटक चिन्ह: Hf

आण्विक वजन: 178.49

घटक प्रकार: धातू घटक

भौतिक गुणधर्म:

हॅफनियमधातूची चमक असलेली चांदीची राखाडी धातू आहे; धातूच्या हॅफनियमचे दोन रूपे आहेत: α हाफनियम हे झिरकोनिअमपेक्षा जास्त परिवर्तन तापमान असलेले षटकोनी जवळचे पॅक केलेले प्रकार (1750 ℃) आहे. मेटल हॅफनियममध्ये उच्च तापमानात ॲलोट्रोप प्रकार असतात. मेटल हॅफनियममध्ये उच्च न्यूट्रॉन शोषण क्रॉस-सेक्शन आहे आणि अणुभट्ट्यांसाठी नियंत्रण सामग्री म्हणून वापरले जाऊ शकते.

क्रिस्टल स्ट्रक्चर्सचे दोन प्रकार आहेत: 1300 ℃ (α- समीकरण) पेक्षा कमी तापमानात षटकोनी दाट पॅकिंग; 1300 ℃ वरील तापमानात, ते शरीर केंद्रित घन असते（β- समीकरण). प्लॅस्टिकिटी असलेला धातू जो अशुद्धतेच्या उपस्थितीत कडक होतो आणि ठिसूळ होतो. हवेत स्थिर, जळल्यावर फक्त पृष्ठभागावर गडद होतो. मॅचच्या ज्वालाने फिलामेंट्स प्रज्वलित केले जाऊ शकतात. झिरकोनियम सारखे गुणधर्म. ते पाणी, पातळ आम्ल किंवा मजबूत तळाशी प्रतिक्रिया देत नाही, परंतु एक्वा रेजीया आणि हायड्रोफ्लोरिक ऍसिडमध्ये सहजपणे विरघळते. मुख्यतः a+4 व्हॅलेन्स असलेल्या संयुगांमध्ये. Hafnium मिश्र धातु (Ta4HfC5) सर्वात जास्त वितळण्याचे बिंदू (अंदाजे 4215 ℃) म्हणून ओळखले जाते.

क्रिस्टल रचना: क्रिस्टल सेल षटकोनी आहे

CAS क्रमांक: ७४४०-५८-६

हळुवार बिंदू: 2227 ℃

उकळत्या बिंदू: 4602 ℃

रासायनिक गुणधर्म:

हाफनिअमचे रासायनिक गुणधर्म झिरकोनिअमसारखेच असतात, आणि त्यात चांगला गंज प्रतिरोधक असतो आणि सामान्य आम्ल अल्कली जलीय द्रावणाने ते सहज गंजले जात नाही; फ्लोरिनेटेड कॉम्प्लेक्स तयार करण्यासाठी हायड्रोफ्लोरिक ऍसिडमध्ये सहज विद्रव्य. उच्च तापमानात, हाफनियम थेट ऑक्सिजन आणि नायट्रोजन यांसारख्या वायूंशी एकत्रित होऊन ऑक्साइड आणि नायट्राइड तयार करू शकतात.

हॅफनियममध्ये सहसा संयुगेमध्ये +4 व्हॅलेन्स असते. मुख्य कंपाऊंड आहेहॅफनियम ऑक्साईडHfO2. हॅफनियम ऑक्साईडचे तीन भिन्न प्रकार आहेत:हॅफनियम ऑक्साईडहाफनियम सल्फेट आणि क्लोराईड ऑक्साईडचे सतत कॅलसिनेशन करून प्राप्त केलेले एक मोनोक्लिनिक प्रकार आहे; हाफनिअमचे हायड्रॉक्साईड सुमारे ४०० डिग्री सेल्सियस वर गरम केल्याने मिळणारा हाफनियम ऑक्साईड हा टेट्रागोनल प्रकार आहे; 1000 ℃ पेक्षा जास्त कॅल्साइन केले असल्यास, एक घन प्रकार मिळू शकतो. दुसरे कंपाऊंड आहेहॅफनियम टेट्राक्लोराईड, जे मेटल हॅफनियम तयार करण्यासाठी कच्चा माल आहे आणि हॅफनियम ऑक्साईड आणि कार्बनच्या मिश्रणावर क्लोरीन वायूची प्रतिक्रिया करून तयार केले जाऊ शकते. हेफनियम टेट्राक्लोराईड पाण्याच्या संपर्कात येते आणि ताबडतोब अत्यंत स्थिर HfO (4H2O) 2+ आयनमध्ये हायड्रोलायझ करते. HfO2+आयन हाफ्निअमच्या अनेक संयुगांमध्ये अस्तित्वात आहेत, आणि हायड्रोक्लोरिक ऍसिड ऍसिडिफाइड हॅफनियम टेट्राक्लोराइड द्रावणात सुईच्या आकाराचे हायड्रेटेड हाफनियम ऑक्सिक्लोराईड HfOCl2 · 8H2O क्रिस्टल्स स्फटिक करू शकतात.

4-व्हॅलेंट हॅफनियम देखील फ्लोराईडसह कॉम्प्लेक्स तयार करण्यास प्रवण आहे, ज्यामध्ये K2HfF6, K3HfF7, (NH4) 2HfF6 आणि (NH4) 3HfF7 असतात. हे कॉम्प्लेक्स झिरकोनियम आणि हॅफनियम वेगळे करण्यासाठी वापरले गेले आहेत.

सामान्य संयुगे:

Hafnium dioxide: नाव Hafnium dioxide; हॅफनियम डायऑक्साइड; आण्विक सूत्र: HfO2 [4]; गुणधर्म: तीन क्रिस्टल स्ट्रक्चर्ससह पांढरा पावडर: मोनोक्लिनिक, टेट्रागोनल आणि क्यूबिक. घनता अनुक्रमे 10.3, 10.1 आणि 10.43g/cm3 आहेत. हळुवार बिंदू 2780-2920K. उकळत्या बिंदू 5400K. थर्मल विस्तार गुणांक 5.8 × 10-6/℃. पाण्यात, हायड्रोक्लोरिक ऍसिड आणि नायट्रिक ऍसिडमध्ये अघुलनशील, परंतु एकाग्र सल्फ्यूरिक ऍसिड आणि हायड्रोफ्लोरिक ऍसिडमध्ये विद्रव्य. हाफनियम सल्फेट आणि हाफनियम ऑक्सिक्लोराईड यांसारख्या संयुगांचे थर्मल विघटन किंवा हायड्रोलिसिसद्वारे उत्पादित. मेटल हॅफनियम आणि हॅफनियम मिश्र धातुंच्या उत्पादनासाठी कच्चा माल. रेफ्रेक्ट्री मटेरियल, अँटी किरणोत्सर्गी कोटिंग्ज आणि उत्प्रेरक म्हणून वापरले जाते. [५] अणुऊर्जा पातळी HfO हे अणुऊर्जा पातळी ZrO चे उत्पादन करताना एकाच वेळी मिळणारे उत्पादन आहे. दुय्यम क्लोरीनेशनपासून, शुद्धीकरण, घट आणि व्हॅक्यूम डिस्टिलेशनच्या प्रक्रिया झिरकोनियमच्या प्रक्रियेसारख्याच असतात.

हॅफनियम टेट्राक्लोराईड: Hafnium (IV) क्लोराईड, Hafnium tetrachloride आण्विक सूत्र HfCl4 आण्विक वजन 320.30 वर्ण: पांढरा क्रिस्टलीय ब्लॉक. ओलावा संवेदनशील. एसीटोन आणि मिथेनॉलमध्ये विद्रव्य. हाफनियम ऑक्सिक्लोराईड (HfOCl2) तयार करण्यासाठी पाण्यात हायड्रोलायझ करा. 250 ℃ पर्यंत उष्णता आणि बाष्पीभवन. डोळे, श्वसन प्रणाली आणि त्वचेला त्रासदायक.

Hafnium hydroxide: Hafnium hydroxide (H4HfO4), सामान्यतः हायड्रेटेड ऑक्साईड HfO2 · nH2O, पाण्यात विरघळणारे, अजैविक ऍसिडमध्ये सहज विरघळणारे, अमोनियामध्ये विरघळणारे आणि सोडियम हायड्रॉक्साईडमध्ये क्वचितच विरघळणारे असते. हॅफनियम हायड्रॉक्साईड HfO (OH) निर्माण करण्यासाठी 100 ℃ पर्यंत उष्णता 2. अमोनियाच्या पाण्याबरोबर हॅफनियम (IV) मीठाची प्रतिक्रिया करून व्हाईट हाफनियम हायड्रॉक्साईड अवक्षेपण मिळवता येते. हे इतर हाफनियम संयुगे तयार करण्यासाठी वापरले जाऊ शकते.

संशोधन इतिहास

शोध इतिहास:

1923 मध्ये, स्वीडिश रसायनशास्त्रज्ञ हर्वे आणि डच भौतिकशास्त्रज्ञ डी. कोस्टर यांनी नॉर्वे आणि ग्रीनलँडमध्ये उत्पादित झिरकॉनमध्ये हॅफनियम शोधून काढले आणि त्याला हॅफनियम असे नाव दिले, ज्याचा उगम कोपनहेगनच्या हाफनिया या लॅटिन नावावरून झाला. 1925 मध्ये, हर्वे आणि कोस्टर यांनी शुद्ध हॅफनियम क्षार मिळविण्यासाठी फ्लोरिनेटेड कॉम्प्लेक्स क्षारांच्या फ्रॅक्शनल क्रिस्टलायझेशनच्या पद्धतीचा वापर करून झिरकोनियम आणि टायटॅनियम वेगळे केले; आणि शुद्ध धातूचे हॅफनियम मिळविण्यासाठी धातूच्या सोडियमसह हाफनियम मीठ कमी करा. हर्वेने अनेक मिलिग्रॅम शुद्ध हॅफनियमचा नमुना तयार केला.

झिरकोनियम आणि हॅफनियमवर रासायनिक प्रयोग:

1998 मध्ये टेक्सास विद्यापीठात प्रोफेसर कार्ल कॉलिन्स यांनी केलेल्या प्रयोगात, असा दावा करण्यात आला होता की गॅमा विकिरणित हाफनियम 178m2 (आयसोमर हॅफनियम-178m2 [7]) प्रचंड ऊर्जा सोडू शकते, जे रासायनिक अभिक्रियांपेक्षा पाच ऑर्डर जास्त असते परंतु आण्विक अभिक्रियांपेक्षा कमी परिमाणाचे तीन ऑर्डर. [८] Hf178m2 (hafnium 178m2) चे समान दीर्घकालीन समस्थानिकांमध्ये सर्वात जास्त आयुर्मान आहे: Hf178m2 (हॅफनियम 178m2) चे अर्ध-आयुष्य 31 वर्षे आहे, परिणामी अंदाजे 1.6 ट्रिलियन बेकरेलिसची नैसर्गिक किरणोत्सारीता येते. कॉलिन्सच्या अहवालात असे नमूद केले आहे की शुद्ध Hf178m2 (हॅफनियम 178m2) च्या एक ग्रॅममध्ये अंदाजे 1330 मेगाज्युल्स असतात, जे 300 किलोग्रॅम TNT स्फोटकांच्या स्फोटाने सोडलेल्या ऊर्जेइतके असते. कॉलिन्सच्या अहवालात असे सूचित होते की या अभिक्रियातील सर्व ऊर्जा क्ष-किरण किंवा गॅमा किरणांच्या स्वरूपात सोडली जाते, जी अत्यंत जलद गतीने ऊर्जा सोडते आणि Hf178m2 (हॅफनियम 178m2) अजूनही अत्यंत कमी एकाग्रतेवर प्रतिक्रिया देऊ शकते. [९] पेंटागॉनने संशोधनासाठी निधीची तरतूद केली आहे. प्रयोगात, सिग्नल-टू-आवाज गुणोत्तर खूपच कमी होते (महत्त्वपूर्ण त्रुटींसह), आणि तेव्हापासून, युनायटेड स्टेट्स डिपार्टमेंट ऑफ डिफेन्स ॲडव्हान्स्ड प्रोजेक्ट्स रिसर्च एजन्सी (DARPA) आणि जेसन डिफेन्स ॲडव्हायझरीसह अनेक संस्थांमधील शास्त्रज्ञांनी अनेक प्रयोग करूनही गट [१३], कॉलिन्सने दावा केलेल्या परिस्थितीत ही प्रतिक्रिया प्राप्त करण्यास कोणताही शास्त्रज्ञ सक्षम झाला नाही आणि कॉलिन्सने या प्रतिक्रियेचे अस्तित्व सिद्ध करण्यासाठी सबळ पुरावे दिलेले नाहीत, कॉलिन्स यांनी Hf178m2 (हॅफनियम 178m2) [१५] मधून ऊर्जा सोडण्यासाठी प्रेरित गामा किरण उत्सर्जन वापरण्याची एक पद्धत प्रस्तावित केली आहे, परंतु इतर शास्त्रज्ञांनी हे सिद्ध केले आहे की ही प्रतिक्रिया साध्य करणे शक्य नाही. [१६] Hf178m2 (hafnium 178m2) हा उर्जेचा स्रोत नसल्याचा शैक्षणिक समुदायामध्ये व्यापकपणे विश्वास आहे.

हॅफनियम ऑक्साईड

अर्ज फील्ड:

इलेक्ट्रॉन उत्सर्जित करण्याच्या क्षमतेमुळे हॅफनियम अतिशय उपयुक्त आहे, जसे की इनॅन्डेन्सेंट दिवे मध्ये फिलामेंट म्हणून वापरले जाते. एक्स-रे ट्यूबसाठी कॅथोड म्हणून वापरले जाते आणि हाय-व्होल्टेज डिस्चार्ज ट्यूबसाठी हॅफनियम आणि टंगस्टन किंवा मॉलिब्डेनमचे मिश्र धातु इलेक्ट्रोड म्हणून वापरले जातात. सामान्यतः क्ष-किरणांसाठी कॅथोड आणि टंगस्टन वायर उत्पादन उद्योगात वापरले जाते. अणुऊर्जा उद्योगात शुद्ध हॅफनियम ही त्याची प्लॅस्टिकिटी, सुलभ प्रक्रिया, उच्च तापमान प्रतिरोधकता आणि गंज प्रतिरोधक असल्यामुळे एक महत्त्वाची सामग्री आहे. हॅफनियममध्ये मोठा थर्मल न्यूट्रॉन कॅप्चर क्रॉस-सेक्शन आहे आणि तो एक आदर्श न्यूट्रॉन शोषक आहे, ज्याचा वापर अणुभट्ट्यांसाठी कंट्रोल रॉड आणि संरक्षणात्मक उपकरण म्हणून केला जाऊ शकतो. रॉकेटसाठी प्रणोदक म्हणून हॅफनियम पावडरचा वापर केला जाऊ शकतो. विद्युत उद्योगात एक्स-रे ट्यूबचे कॅथोड तयार केले जाऊ शकतात. रॉकेट नोझल्स आणि ग्लाइड री-एंट्री एअरक्राफ्टसाठी हॅफनियम मिश्र धातु फॉरवर्ड प्रोटेक्टीव्ह लेयर म्हणून काम करू शकते, तर एचएफ टा मिश्र धातुचा वापर टूल स्टील आणि प्रतिरोधक साहित्य तयार करण्यासाठी केला जाऊ शकतो. टंगस्टन, मॉलिब्डेनम आणि टँटलम यांसारख्या उष्णता-प्रतिरोधक मिश्रधातूंमध्ये हॅफनियमचा वापर मिश्रित घटक म्हणून केला जातो. HfC हा त्याच्या उच्च कडकपणामुळे आणि वितळण्याच्या बिंदूमुळे कठोर मिश्रधातूंसाठी एक जोड म्हणून वापरला जाऊ शकतो. 4TaCHfC चा वितळण्याचा बिंदू अंदाजे 4215 ℃ आहे, ज्यामुळे ते सर्वोच्च ज्ञात वितळ बिंदू असलेले कंपाऊंड बनते. अनेक चलनवाढ प्रणालींमध्ये हॅफनियमचा वापर गेटर म्हणून केला जाऊ शकतो. हॅफनियम गेटर्स सिस्टममध्ये उपस्थित असलेल्या ऑक्सिजन आणि नायट्रोजनसारखे अनावश्यक वायू काढून टाकू शकतात. हायड्रोलिक ऑइलमध्ये हायड्रॉलिक ऑइलमध्ये ॲडिटीव्ह म्हणून हाफनियमचा वापर केला जातो ज्यामुळे हाय-रिस्क ऑपरेशन्स दरम्यान हायड्रॉलिक ऑइलचे व्होलेटिलायझेशन रोखले जाते आणि त्यात मजबूत अस्थिरता गुणधर्म असतात. म्हणून, ते सामान्यतः औद्योगिक हायड्रॉलिक तेलात वापरले जाते. वैद्यकीय हायड्रॉलिक तेल.

नवीनतम इंटेल 45 नॅनोप्रोसेसरमध्ये देखील हॅफनियम घटक वापरला जातो. सिलिकॉन डायऑक्साइड (SiO2) च्या उत्पादनक्षमतेमुळे आणि ट्रान्झिस्टरची कार्यक्षमता सतत सुधारण्यासाठी जाडी कमी करण्याच्या क्षमतेमुळे, प्रोसेसर उत्पादक गेट डायलेक्ट्रिक्ससाठी सामग्री म्हणून सिलिकॉन डायऑक्साइड वापरतात. जेव्हा इंटेलने 65 नॅनोमीटर उत्पादन प्रक्रिया सुरू केली, जरी सिलिकॉन डायऑक्साइड गेट डायलेक्ट्रिकची जाडी 1.2 नॅनोमीटरपर्यंत कमी करण्यासाठी त्यांनी सर्वतोपरी प्रयत्न केले होते, जे अणूंच्या 5 स्तरांच्या बरोबरीचे होते, ट्रान्झिस्टरच्या 5 थरांच्या बरोबरीने वीज वापर आणि उष्णता नष्ट होण्याच्या अडचणी देखील वाढतात. अणूच्या आकारात कमी होते, परिणामी वर्तमान कचरा आणि अनावश्यक उष्णता ऊर्जा. म्हणून, जर वर्तमान सामग्रीचा वापर सुरू ठेवला गेला आणि जाडी आणखी कमी केली गेली, तर गेट डायलेक्ट्रिकची गळती लक्षणीय वाढेल, ट्रान्झिस्टर तंत्रज्ञान त्याच्या मर्यादेपर्यंत आणेल. या गंभीर समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, इंटेलने सिलिकॉन डायऑक्साइड ऐवजी जाड उच्च K मटेरियल (हॅफनियम आधारित साहित्य) गेट डायलेक्ट्रिक्स म्हणून वापरण्याची योजना आखली आहे, ज्याने 10 पटीने यशस्वीरित्या गळती कमी केली आहे. 65nm तंत्रज्ञानाच्या मागील पिढीच्या तुलनेत, इंटेलची 45nm प्रक्रिया ट्रान्झिस्टरची घनता जवळजवळ दुप्पट वाढवते, ज्यामुळे ट्रान्झिस्टरच्या एकूण संख्येत वाढ होते किंवा प्रोसेसरची मात्रा कमी होते. याव्यतिरिक्त, ट्रान्झिस्टर स्विचिंगसाठी आवश्यक असलेली उर्जा कमी आहे, ज्यामुळे वीज वापर जवळजवळ 30% कमी होतो. अंतर्गत कनेक्शन कमी k डायलेक्ट्रिकसह जोडलेल्या तांब्याच्या तारापासून बनवलेले असतात, जे सहजतेने कार्यक्षमतेत सुधारणा करतात आणि विजेचा वापर कमी करतात आणि स्विचिंगची गती सुमारे 20% वेगवान असते.

खनिज वितरण:

बिस्मथ, कॅडमियम आणि पारा यांसारख्या सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या धातूंपेक्षा हॅफनिअममध्ये क्रस्टल विपुलता जास्त असते आणि ते बेरिलियम, जर्मेनियम आणि युरेनियम यांच्या समतुल्य असते. झिरकोनियम असलेल्या सर्व खनिजांमध्ये हाफनियम असते. उद्योगात वापरल्या जाणाऱ्या झिरकॉनमध्ये 0.5-2% हॅफनियम असते. दुय्यम झिरकोनियम धातूमधील बेरिलियम झिरकॉन (अल्विट) मध्ये 15% पर्यंत हॅफनियम असू शकते. मेटामॉर्फिक झिरकॉन, सायरटोलाइटचा एक प्रकार देखील आहे, ज्यामध्ये 5% पेक्षा जास्त HfO आहे. नंतरच्या दोन खनिजांचे साठे लहान आहेत आणि ते अद्याप उद्योगात स्वीकारले गेले नाहीत. झिरकोनियमच्या उत्पादनादरम्यान हाफनियम प्रामुख्याने वसूल केला जातो.

हॅफनियम:

हे बहुतेक झिरकोनियम धातूंमध्ये अस्तित्वात आहे. [१८] [१९] कारण कवचमध्ये फारच कमी सामग्री असते. हे सहसा झिरकोनियमसह एकत्र असते आणि वेगळे धातू नसते.

तयारी पद्धत:

1. हे हॅफनियम टेट्राक्लोराईडचे मॅग्नेशियम कमी करून किंवा हाफनियम आयोडाइडचे थर्मल विघटन करून तयार केले जाऊ शकते. HfCl4 आणि K2HfF6 देखील कच्चा माल म्हणून वापरला जाऊ शकतो. NaCl KCl HfCl4 किंवा K2HfF6 मेल्टमधील इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादनाची प्रक्रिया झिरकोनियमच्या इलेक्ट्रोलाइटिक उत्पादनासारखीच असते.

2. हाफनिअम झिरकोनिअमसोबत एकत्र राहतो आणि हाफनियमसाठी वेगळा कच्चा माल नाही. हाफनिअमच्या निर्मितीसाठी कच्चा माल हा झिर्कोनियम निर्मिती प्रक्रियेदरम्यान विभक्त केलेला हाफनियम ऑक्साईड आहे. आयन एक्सचेंज रेझिन वापरून हाफनियम ऑक्साईड काढा आणि नंतर या हॅफनियम ऑक्साईडपासून धातूचे हॅफनियम तयार करण्यासाठी झिरकोनियम सारखीच पद्धत वापरा.

3. हे हाफनियम टेट्राक्लोराईड (HfCl4) सह सोडियम द्वारे कमी करून गरम करून तयार केले जाऊ शकते.

झिरकोनिअम आणि हॅफनियम वेगळे करण्याच्या सर्वात जुन्या पद्धती म्हणजे फ्लोरिनेटेड कॉम्प्लेक्स लवणांचे फ्रॅक्शनल क्रिस्टलायझेशन आणि फॉस्फेटचे अंशात्मक पर्जन्य होते. या पद्धती ऑपरेट करण्यासाठी अवजड आहेत आणि प्रयोगशाळेच्या वापरापुरत्या मर्यादित आहेत. फ्रॅक्शनेशन डिस्टिलेशन, सॉल्व्हेंट एक्स्ट्रॅक्शन, आयन एक्सचेंज आणि फ्रॅक्शनेशन शोषण यासारख्या झिरकोनियम आणि हॅफनियम वेगळे करण्यासाठी नवीन तंत्रज्ञान एकामागून एक उदयास आले आहेत, ज्यामध्ये सॉल्व्हेंट काढणे अधिक व्यावहारिक आहे. दोन सामान्यतः वापरल्या जाणाऱ्या पृथक्करण प्रणाली म्हणजे थायोसायनेट सायक्लोहेक्सॅनोन प्रणाली आणि ट्रिबाइल फॉस्फेट नायट्रिक ऍसिड प्रणाली. वरील पद्धतींनी मिळविलेली उत्पादने सर्व हॅफनियम हायड्रॉक्साईड आहेत आणि शुद्ध हॅफनियम ऑक्साईड कॅल्सीनेशनद्वारे मिळवता येते. उच्च शुद्धता हाफनियम आयन एक्सचेंज पद्धतीने मिळवता येते.

उद्योगात, धातूच्या हॅफनियमच्या उत्पादनामध्ये क्रोल प्रक्रिया आणि डेबोर अकर प्रक्रिया या दोन्हींचा समावेश होतो. क्रॉल प्रक्रियेमध्ये मेटॅलिक मॅग्नेशियम वापरून हॅफनियम टेट्राक्लोराईड कमी करणे समाविष्ट आहे:

2Mg+HfCl4- → 2MgCl2+Hf

डेबोर अकर पद्धत, ज्याला आयोडायझेशन पद्धत असेही म्हणतात, हाफनिअमसारखे स्पंज शुद्ध करण्यासाठी आणि निंदनीय धातू हाफनियम मिळविण्यासाठी वापरली जाते.

5. हाफनियमचा वास मुळात झिरकोनियम सारखाच असतो:

पहिली पायरी म्हणजे धातूचे विघटन, ज्यामध्ये तीन पद्धतींचा समावेश होतो: (Zr, Hf) Cl मिळविण्यासाठी झिरकॉनचे क्लोरीनेशन. जिरकॉनचे अल्कली वितळणे. झिरकॉन NaOH सह सुमारे 600 वर वितळते, आणि 90% (Zr, Hf) O चे Na (Zr, Hf) O मध्ये रूपांतर होते, SiO चे NaSiO मध्ये रूपांतर होते, जे काढण्यासाठी पाण्यात विरघळते. HNO मध्ये विरघळल्यानंतर झिरकोनियम आणि हॅफनियम वेगळे करण्यासाठी Na (Zr, Hf) O हे मूळ द्रावण म्हणून वापरले जाऊ शकते. तथापि, SiO colloids च्या उपस्थितीमुळे विद्राव काढणे वेगळे करणे कठीण होते. KSiF सह सिंटर आणि K (Zr, Hf) F द्रावण मिळविण्यासाठी पाण्यात भिजवा. द्रावण फ्रॅक्शनल क्रिस्टलायझेशनद्वारे झिरकोनियम आणि हॅफनियम वेगळे करू शकते;

दुसरी पायरी म्हणजे झिरकोनिअम आणि हॅफनियमचे पृथक्करण, जे हायड्रोक्लोरिक ऍसिड MIBK (मिथाइल आयसोब्युटाइल केटोन) प्रणाली आणि HNO-TBP (ट्रिब्युटाइल फॉस्फेट) प्रणाली वापरून सॉल्व्हेंट एक्स्ट्रक्शन पृथक्करण पद्धती वापरून साध्य करता येते. HfCl आणि ZrCl मधील बाष्प दाबातील फरक वापरून मल्टी-स्टेज फ्रॅक्शनेशन तंत्रज्ञानाचा दीर्घकाळ अभ्यास केला गेला आहे जो उच्च दाबाखाली वितळतो (20 वरील वातावरण) ज्यामुळे दुय्यम क्लोरीनेशन प्रक्रिया वाचू शकते आणि खर्च कमी होऊ शकतो. तथापि, (Zr, Hf) Cl आणि HCl च्या क्षरणाच्या समस्येमुळे, योग्य अपूर्णांक स्तंभ सामग्री शोधणे सोपे नाही आणि यामुळे ZrCl आणि HfCl ची गुणवत्ता देखील कमी होईल, शुद्धीकरण खर्च वाढेल. 1970 मध्ये, ते अद्याप इंटरमीडिएट प्लांट चाचणी टप्प्यात होते;

तिसरी पायरी म्हणजे कमी करण्यासाठी क्रूड HfCl मिळविण्यासाठी HfO चे दुय्यम क्लोरीनेशन;

चौथी पायरी म्हणजे HfCl चे शुद्धीकरण आणि मॅग्नेशियम कमी करणे. ही प्रक्रिया ZrCl च्या शुद्धीकरण आणि घट सारखीच आहे, आणि परिणामी अर्ध-तयार उत्पादन खडबडीत स्पंज हॅफनियम आहे;

पाचवी पायरी म्हणजे MgCl काढून टाकण्यासाठी आणि अतिरिक्त धातूचे मॅग्नेशियम पुनर्प्राप्त करण्यासाठी डिस्टिल क्रूड स्पंज हॅफनियम व्हॅक्यूम करणे, परिणामी स्पंज मेटल हॅफनियमचे तयार झालेले उत्पादन. जर कमी करणारे एजंट मॅग्नेशियमऐवजी सोडियम वापरत असेल तर, पाचवी पायरी पाण्यात विसर्जनात बदलली पाहिजे.

स्टोरेज पद्धत:

थंड आणि हवेशीर गोदामात साठवा. स्पार्क्स आणि उष्णतेच्या स्त्रोतांपासून दूर रहा. ते ऑक्सिडंट्स, ऍसिडस्, हॅलोजन इत्यादींपासून वेगळे साठवले पाहिजे आणि मिक्सिंग स्टोरेज टाळावे. स्फोट-प्रूफ प्रकाश आणि वायुवीजन सुविधा वापरणे. ठिणगी पडण्याची शक्यता असलेल्या यांत्रिक उपकरणे आणि साधनांचा वापर करण्यास मनाई करा. गळती होण्यासाठी स्टोरेज क्षेत्र योग्य सामग्रीसह सुसज्ज असले पाहिजे.