హఫ్నియం ఆరు సహజంగా స్థిరమైన ఐసోటోపులను కలిగి ఉంది: హఫ్నియం 174, 176, 177, 178, 179, మరియు 180. హఫ్నియం పలుచన హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం, సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మరియు బలమైన ఆల్కలీన్ పరిష్కారాలతో స్పందించదు, కానీ హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లం మరియు ఆక్వా రెజియాలో కరిగేది. మూలకం పేరు కోపెన్‌హాగన్ సిటీ యొక్క లాటిన్ పేరు నుండి వచ్చింది.
1925 లో, స్వీడిష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త హెర్వీ మరియు డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త కోస్టర్ ఫ్లోరినేటెడ్ కాంప్లెక్స్ లవణాల యొక్క పాక్షిక స్ఫటికీకరణ ద్వారా స్వచ్ఛమైన హాఫ్నియం ఉప్పును పొందారు మరియు స్వచ్ఛమైన మెటల్ హఫ్నియం పొందటానికి లోహ సోడియంతో తగ్గించారు. హఫ్నియం భూమి యొక్క క్రస్ట్‌లో 0.00045% కలిగి ఉంది మరియు ఇది తరచుగా ప్రకృతిలో జిర్కోనియంతో సంబంధం కలిగి ఉంటుంది.
ఉత్పత్తి పేరు: హఫ్నియం
మూలకం చిహ్నం: HF
అణు బరువు: 178.49
మూలకం రకం: లోహ మూలకం
భౌతిక లక్షణాలు:
హఫ్నియంలోహ మెరుపుతో వెండి బూడిద రంగు లోహం; మెటల్ హఫ్నియం యొక్క రెండు వైవిధ్యాలు ఉన్నాయి: α హఫ్నియం అనేది షట్కోణ దగ్గరగా ప్యాక్ చేసిన వేరియంట్ (1750 ℃), ఇది జిర్కోనియం కంటే ఎక్కువ పరివర్తన ఉష్ణోగ్రత. మెటల్ హఫ్నియం అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద అలోట్రోప్ వైవిధ్యాలను కలిగి ఉంది. మెటల్ హఫ్నియం అధిక న్యూట్రాన్ శోషణ క్రాస్-సెక్షన్‌ను కలిగి ఉంది మరియు రియాక్టర్లకు నియంత్రణ పదార్థంగా ఉపయోగించవచ్చు.
క్రిస్టల్ నిర్మాణాలలో రెండు రకాలు ఉన్నాయి: 1300 ℃（ α- సమీకరణం కంటే తక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద షట్కోణ దట్టమైన ప్యాకింగ్); 1300 above కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత వద్ద, ఇది శరీర కేంద్రీకృత క్యూబిక్ （-- సమీకరణం). ప్లాస్టిసిటీ ఉన్న లోహం గట్టిపడుతుంది మరియు మలినాలను సమక్షంలో పెళుసుగా మారుతుంది. గాలిలో స్థిరంగా ఉంటుంది, కాలిపోయినప్పుడు ఉపరితలంపై మాత్రమే చీకటిగా ఉంటుంది. మ్యాచ్ యొక్క మంట ద్వారా తంతువులను మండించవచ్చు. జిర్కోనియం మాదిరిగానే లక్షణాలు. ఇది నీరు, పలుచన ఆమ్లాలు లేదా బలమైన స్థావరాలతో స్పందించదు, కానీ ఆక్వా రెజియా మరియు హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లంలో సులభంగా కరిగేది. ప్రధానంగా+4 వాలెన్స్ ఉన్న సమ్మేళనాలలో. హఫ్నియం మిశ్రమం (TA4HFC5) అత్యధిక ద్రవీభవన బిందువును కలిగి ఉంది (సుమారు 4215 ℃).
క్రిస్టల్ నిర్మాణం: క్రిస్టల్ సెల్ షట్కోణ
CAS సంఖ్య: 7440-58-6
ద్రవీభవన స్థానం: 2227
మరిగే పాయింట్: 4602
రసాయన లక్షణాలు:
హఫ్నియం యొక్క రసాయన లక్షణాలు జిర్కోనియం మాదిరిగానే ఉంటాయి మరియు ఇది మంచి తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు సాధారణ ఆమ్ల క్షార సజల పరిష్కారాల ద్వారా సులభంగా క్షీణించబడదు; హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లంలో సులభంగా కరిగేది ఫ్లోరినేటెడ్ కాంప్లెక్స్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద, హాఫ్నియం నేరుగా ఆక్సిజన్ మరియు నత్రజని వంటి వాయువులతో కలిపి ఆక్సైడ్లు మరియు నైట్రైడ్లను ఏర్పరుస్తుంది.
హఫ్నియం తరచుగా సమ్మేళనాలలో+4 వాలెన్స్ కలిగి ఉంటుంది. ప్రధాన సమ్మేళనంహఫ్నియం ఆక్సైడ్HFO2. హఫ్నియం ఆక్సైడ్ యొక్క మూడు వేర్వేరు వైవిధ్యాలు ఉన్నాయి:హఫ్నియం ఆక్సైడ్హఫ్నియం సల్ఫేట్ మరియు క్లోరైడ్ ఆక్సైడ్ యొక్క నిరంతర కాల్సినేషన్ ద్వారా పొందబడినది మోనోక్లినిక్ వేరియంట్; సుమారు 400 at వద్ద హఫ్నియం యొక్క హైడ్రాక్సైడ్‌ను వేడి చేయడం ద్వారా పొందిన హఫ్నియం ఆక్సైడ్ టెట్రాగోనల్ వేరియంట్; 1000 above పైన లెక్కించినట్లయితే, ఒక క్యూబిక్ వేరియంట్ పొందవచ్చు. మరొక సమ్మేళనంహఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్. హఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ నీటితో సంబంధంలోకి వస్తుంది మరియు వెంటనే అధిక స్థిరమైన HFO (4H2O) 2+అయాన్లలోకి హైడ్రోలైజ్ చేస్తుంది. HFO2+అయాన్లు హఫ్నియం యొక్క అనేక సమ్మేళనాలలో ఉన్నాయి, మరియు హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లంలో సూది ఆకారంలో ఉన్న హైడ్రేటెడ్ హఫ్నియం ఆక్సిక్లోరైడ్ HFOCL2 · 8H2O స్ఫటికాలను స్ఫటికీకరించగలదు.
4-వాలెంట్ హాఫ్నియం K2HFF6, K3HFF7, (NH4) 2HFF6, మరియు (NH4) 3HFF7 తో కూడిన ఫ్లోరైడ్‌తో కాంప్లెక్స్‌లను ఏర్పరుస్తుంది. ఈ సముదాయాలు జిర్కోనియం మరియు హాఫ్నియం వేరు చేయడానికి ఉపయోగించబడ్డాయి.
సాధారణ సమ్మేళనాలు:
హఫ్నియం డయాక్సైడ్: పేరు హఫ్నియం డయాక్సైడ్; హఫ్నియం డయాక్సైడ్; మాలిక్యులర్ ఫార్ములా: HFO2 [4]; ఆస్తి: మూడు క్రిస్టల్ నిర్మాణాలతో తెల్లటి పొడి: మోనోక్లినిక్, టెట్రాగోనల్ మరియు క్యూబిక్. సాంద్రతలు వరుసగా 10.3, 10.1 మరియు 10.43g/cm3. మెల్టింగ్ పాయింట్ 2780-2920 కె. మరిగే పాయింట్ 5400 కె. ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం 5.8 × 10-6/. నీరు, హైడ్రోక్లోరిక్ ఆమ్లం మరియు నైట్రిక్ ఆమ్లంలో కరగనివి, కానీ సాంద్రీకృత సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లం మరియు హైడ్రోఫ్లోరిక్ ఆమ్లంలో కరిగేవి. హఫ్నియం సల్ఫేట్ మరియు హాఫ్నియం ఆక్సిక్లోరైడ్ వంటి సమ్మేళనాల ఉష్ణ కుళ్ళిపోవడం లేదా జలవిశ్లేషణ ద్వారా ఉత్పత్తి అవుతుంది. మెటల్ హఫ్నియం మరియు హాఫ్నియం మిశ్రమాల ఉత్పత్తికి ముడి పదార్థాలు. వక్రీభవన పదార్థాలు, యాంటీ రేడియోధార్మిక పూతలు మరియు ఉత్ప్రేరకాలుగా ఉపయోగిస్తారు. [5] అణు శక్తి స్థాయి HFO అనేది అణు శక్తి స్థాయి ZRO ను తయారుచేసేటప్పుడు ఏకకాలంలో పొందిన ఉత్పత్తి. ద్వితీయ క్లోరినేషన్ నుండి ప్రారంభించి, శుద్దీకరణ, తగ్గింపు మరియు వాక్యూమ్ స్వేదనం యొక్క ప్రక్రియలు జిర్కోనియంల మాదిరిగానే ఉంటాయి.
హఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్. తేమకు సున్నితంగా ఉంటుంది. అసిటోన్ మరియు మిథనాల్ లో కరిగేది. హఫ్నియం ఆక్సిక్లోరైడ్ (HFOCL2) ను ఉత్పత్తి చేయడానికి నీటిలో హైడ్రోలైజ్. 250 to కు వేడి చేసి ఆవిరైపోతుంది. కళ్ళు, శ్వాసకోశ వ్యవస్థ మరియు చర్మానికి చిరాకు.
హఫ్నియం హైడ్రాక్సైడ్: హఫ్నియం హైడ్రాక్సైడ్ (H4HFO4), సాధారణంగా హైడ్రేటెడ్ ఆక్సైడ్ HFO2 · NH2O గా ఉంటుంది, ఇది నీటిలో కరగదు, అకర్బన ఆమ్లాలలో సులభంగా కరిగేది, అమ్మోనియాలో కరగనిది మరియు సోడియం హైడ్రాక్సైడ్‌లో అరుదుగా కరిగేది. హఫ్నియం హైడ్రాక్సైడ్ HFO (OH) 2 ను ఉత్పత్తి చేయడానికి 100 to కు వేడి చేయండి. అమ్మోనియా నీటితో హాఫ్నియం (IV) ఉప్పును స్పందించడం ద్వారా వైట్ హాఫ్నియం హైడ్రాక్సైడ్ అవక్షేపణ పొందవచ్చు. ఇతర హఫ్నియం సమ్మేళనాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి దీనిని ఉపయోగించవచ్చు.
పరిశోధన చరిత్ర
డిస్కవరీ చరిత్ర:
1923 లో, స్వీడిష్ రసాయన శాస్త్రవేత్త హెర్వీ మరియు డచ్ భౌతిక శాస్త్రవేత్త డి. 1925 లో, హెర్వీ మరియు కోస్టర్ స్వచ్ఛమైన హాఫ్నియం లవణాలను పొందటానికి ఫ్లోరినేటెడ్ సంక్లిష్ట లవణాల యొక్క పాక్షిక స్ఫటికీకరణ పద్ధతిని ఉపయోగించి జిర్కోనియం మరియు టైటానియంలను వేరు చేశారు; మరియు స్వచ్ఛమైన మెటల్ హఫ్నియం పొందటానికి లోహ సోడియంతో హఫ్నియం ఉప్పును తగ్గించండి. హెర్వీ అనేక మిల్లీగ్రాముల స్వచ్ఛమైన హాఫ్నియం యొక్క నమూనాను సిద్ధం చేశాడు.
జిర్కోనియం మరియు హాఫ్నియంపై రసాయన ప్రయోగాలు:
1998 లో టెక్సాస్ విశ్వవిద్యాలయంలో ప్రొఫెసర్ కార్ల్ కాలిన్స్ నిర్వహించిన ఒక ప్రయోగంలో, గామా హఫ్నియం 178 మీ 2 (ఐసోమర్ హాఫ్నియం -178 ఎం 2 [7]) అపారమైన శక్తిని విడుదల చేయగలదని పేర్కొంది, ఇది రసాయన ప్రతిచర్యల కంటే ఐదు ఆర్డర్లు ఎక్కువ, కానీ న్యూక్లియర్ ప్రతిచర్యల కంటే మూడు ఆర్డర్లు తక్కువ. . స్వచ్ఛమైన HF178M2 (హఫ్నియం 178M2) యొక్క ఒక గ్రాము సుమారు 1330 మెగాజౌల్స్ కలిగి ఉందని కాలిన్స్ నివేదిక పేర్కొంది, ఇది 300 కిలోగ్రాముల TNT పేలుడు పదార్థాల పేలుడు ద్వారా విడుదలయ్యే శక్తికి సమానం. ఈ ప్రతిచర్యలోని అన్ని శక్తి ఎక్స్-కిరణాలు లేదా గామా కిరణాల రూపంలో విడుదలవుతుందని కాలిన్స్ నివేదిక సూచిస్తుంది, ఇవి శక్తిని చాలా వేగంగా రేటుతో విడుదల చేస్తాయి మరియు HF178M2 (HAFNIUM 178M2) ఇప్పటికీ చాలా తక్కువ సాంద్రతలలో స్పందించగలదు. [9] పెంటగాన్ పరిశోధన కోసం నిధులను కేటాయించింది. ప్రయోగంలో, సిగ్నల్-టు-శబ్దం నిష్పత్తి చాలా తక్కువగా ఉంది (ముఖ్యమైన లోపాలతో), మరియు అప్పటి నుండి, యునైటెడ్ స్టేట్స్ డిపార్ట్మెంట్ ఆఫ్ డిఫెన్స్ అడ్వాన్స్‌డ్ ప్రాజెక్ట్స్ రీసెర్చ్ ఏజెన్సీ (DARPA) మరియు జాసన్ డిఫెన్స్ అడ్వైజరీ గ్రూప్ [13] తో సహా పలు సంస్థల శాస్త్రవేత్తల బహుళ ప్రయోగాలు చేసినప్పటికీ, ఈ ప్రాప్యతను సాధించటానికి ఏ శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రతిచర్యను సాధించలేకపోయాయి గామా రే ఉద్గారం HF178M2 (హఫ్నియం 178M2) [15] నుండి శక్తిని విడుదల చేయడానికి, అయితే ఇతర శాస్త్రవేత్తలు ఈ ప్రతిచర్యను సాధించలేమని సిద్ధాంతపరంగా నిరూపించారు. [16] HF178M2 (HAFNIUM 178M2) విద్యా సమాజంలో విస్తృతంగా నమ్ముతారు
దరఖాస్తు ఫీల్డ్:
ప్రకాశించే దీపాలలో ఫిలమెంట్‌గా ఉపయోగించినట్లుగా, ఎలక్ట్రాన్లను విడుదల చేసే సామర్థ్యం కారణంగా హఫ్నియం చాలా ఉపయోగకరంగా ఉంటుంది. ఎక్స్-రే గొట్టాల కోసం కాథోడ్‌గా ఉపయోగిస్తారు, మరియు హఫ్నియం మరియు టంగ్స్టన్ లేదా మాలిబ్డినం యొక్క మిశ్రమాలను అధిక-వోల్టేజ్ ఉత్సర్గ గొట్టాలకు ఎలక్ట్రోడ్లుగా ఉపయోగిస్తారు. ఎక్స్-కిరణాల కోసం కాథోడ్ మరియు టంగ్స్టన్ వైర్ తయారీ పరిశ్రమలో సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు. ప్లాస్టిసిటీ, సులభమైన ప్రాసెసింగ్, అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకత కారణంగా పరమాణు శక్తి పరిశ్రమలో స్వచ్ఛమైన హఫ్నియం ఒక ముఖ్యమైన పదార్థం. హఫ్నియం పెద్ద థర్మల్ న్యూట్రాన్ క్యాప్చర్ క్రాస్-సెక్షన్‌ను కలిగి ఉంది మరియు ఇది ఆదర్శవంతమైన న్యూట్రాన్ శోషక, దీనిని అణు రియాక్టర్లకు కంట్రోల్ రాడ్ మరియు రక్షిత పరికరంగా ఉపయోగించవచ్చు. హఫ్నియం పౌడర్‌ను రాకెట్‌లకు ప్రొపెల్లంట్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. ఎక్స్-రే గొట్టాల కాథోడ్‌ను విద్యుత్ పరిశ్రమలో తయారు చేయవచ్చు. హఫ్నియం మిశ్రమం రాకెట్ నాజిల్స్ మరియు గ్లైడ్ రీ-ఎంట్రీ విమానాల కోసం ఫార్వర్డ్ ప్రొటెక్టివ్ లేయర్‌గా ఉపయోగపడుతుంది, అయితే టూల్ స్టీల్ మరియు రెసిస్టెన్స్ మెటీరియల్స్ తయారీకి హెచ్‌ఎఫ్ టా అల్లాయ్‌ను ఉపయోగించవచ్చు. టంగ్స్టన్, మాలిబ్డినం మరియు టాంటాలమ్ వంటి ఉష్ణ-నిరోధక మిశ్రమాలలో హఫ్నియం ఒక సంకలిత అంశంగా ఉపయోగించబడుతుంది. HFC అధిక కాఠిన్యం మరియు ద్రవీభవన స్థానం కారణంగా హార్డ్ మిశ్రమాలకు సంకలితంగా ఉపయోగించవచ్చు. 4TACHFC యొక్క ద్రవీభవన స్థానం సుమారు 4215 ℃, ఇది అత్యధికంగా తెలిసిన ద్రవీభవన బిందువుతో సమ్మేళనం అవుతుంది. హఫ్నియం అనేక ద్రవ్యోల్బణ వ్యవస్థలలో గెటర్‌గా ఉపయోగించవచ్చు. హఫ్నియం గెట్టర్స్ వ్యవస్థలో ఉన్న ఆక్సిజన్ మరియు నత్రజని వంటి అనవసరమైన వాయువులను తొలగించగలవు. అధిక-ప్రమాద కార్యకలాపాల సమయంలో హైడ్రాలిక్ ఆయిల్ యొక్క అస్థిరతను నివారించడానికి హఫ్నియం తరచుగా హైడ్రాలిక్ ఆయిల్‌లో సంకలితంగా ఉపయోగించబడుతుంది మరియు బలమైన అస్థిరత లక్షణాలను కలిగి ఉంటుంది. అందువల్ల, ఇది సాధారణంగా పారిశ్రామిక హైడ్రాలిక్ ఆయిల్‌లో ఉపయోగించబడుతుంది. మెడికల్ హైడ్రాలిక్ ఆయిల్.
హఫ్నియం మూలకం తాజా ఇంటెల్ 45 నానోప్రాసెసర్లలో కూడా ఉపయోగించబడుతుంది. సిలికాన్ డయాక్సైడ్ (SIO2) యొక్క తయారీ సామర్థ్యం మరియు ట్రాన్సిస్టర్ పనితీరును నిరంతరం మెరుగుపరచడానికి మందాన్ని తగ్గించే సామర్థ్యం కారణంగా, ప్రాసెసర్ తయారీదారులు సిలికాన్ డయాక్సైడ్ను గేట్ విద్యుద్వాహకాలకు పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు. ఇంటెల్ 65 నానోమీటర్ తయారీ ప్రక్రియను ప్రవేశపెట్టినప్పుడు, సిలికాన్ డయాక్సైడ్ గేట్ డైఎలెక్ట్రిక్ యొక్క మందాన్ని 1.2 నానోమీటర్లకు తగ్గించడానికి ఇది అన్ని ప్రయత్నాలు చేసినప్పటికీ, 5 పొరల అణువులకు సమానం, విద్యుత్ వినియోగం మరియు వేడి వెదజల్లడం యొక్క కష్టం కూడా పెరుగుతుంది అందువల్ల, ప్రస్తుత పదార్థాలను ఉపయోగించడం కొనసాగించి, మందం మరింత తగ్గితే, గేట్ విద్యుద్వాహక లీకేజీ గణనీయంగా పెరుగుతుంది, ఇది ట్రాన్సిస్టర్ టెక్నాలజీని దాని పరిమితులకు తీసుకువస్తుంది. ఈ క్లిష్టమైన సమస్యను పరిష్కరించడానికి, ఇంటెల్ సిలికాన్ డయాక్సైడ్‌కు బదులుగా మందమైన హై కె పదార్థాలను (హాఫ్నియం ఆధారిత పదార్థాలు) గేట్ విద్యుద్వాహకంగా ఉపయోగించాలని యోచిస్తోంది, ఇది లీకేజీని 10 రెట్లు ఎక్కువ తగ్గించింది. 65NM సాంకేతిక పరిజ్ఞానం యొక్క మునుపటి తరం తో పోలిస్తే, ఇంటెల్ యొక్క 45NM ప్రక్రియ ట్రాన్సిస్టర్ సాంద్రతను దాదాపు రెండుసార్లు పెంచుతుంది, ఇది మొత్తం ట్రాన్సిస్టర్‌ల సంఖ్య పెరగడానికి లేదా ప్రాసెసర్ వాల్యూమ్‌లో తగ్గింపును అనుమతిస్తుంది. అదనంగా, ట్రాన్సిస్టర్ స్విచింగ్‌కు అవసరమైన శక్తి తక్కువగా ఉంటుంది, ఇది విద్యుత్ వినియోగాన్ని దాదాపు 30%తగ్గిస్తుంది. అంతర్గత కనెక్షన్లు తక్కువ K విద్యుద్వాహకంతో జత చేసిన రాగి తీగతో తయారు చేయబడతాయి, సజావుగా సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి మరియు విద్యుత్ వినియోగాన్ని తగ్గిస్తాయి మరియు స్విచింగ్ వేగం 20% వేగంగా ఉంటుంది
ఖనిజ పంపిణీ:
బిస్మత్, కాడ్మియం మరియు మెర్క్యురీ వంటి సాధారణంగా ఉపయోగించే లోహాల కంటే హఫ్నియం అధిక క్రస్టల్ సమృద్ధిని కలిగి ఉంది మరియు బెరిలియం, జెర్మేనియం మరియు యురేనియంలకు కంటెంట్‌లో సమానం. జిర్కోనియం కలిగిన అన్ని ఖనిజాలలో హాఫ్నియం ఉంటుంది. పరిశ్రమలో ఉపయోగించిన జిర్కాన్ 0.5-2% హఫ్నియం కలిగి ఉంది. ద్వితీయ జిర్కోనియం ధాతువులోని బెరిలియం జిర్కాన్ (అల్విట్) 15% హఫ్నియం వరకు ఉంటుంది. ఒక రకమైన మెటామార్ఫిక్ జిర్కాన్, సైర్టోలైట్ కూడా ఉంది, ఇందులో 5% HFO ఉంటుంది. తరువాతి రెండు ఖనిజాల నిల్వలు చిన్నవి మరియు పరిశ్రమలో ఇంకా స్వీకరించబడలేదు. జిర్కోనియం ఉత్పత్తి సమయంలో హఫ్నియం ప్రధానంగా తిరిగి పొందబడుతుంది.
ఇది చాలా జిర్కోనియం ఖనిజాలలో ఉంది. [18] [19] ఎందుకంటే క్రస్ట్‌లో చాలా తక్కువ కంటెంట్ ఉంది. ఇది తరచుగా జిర్కోనియంతో కలిసి ఉంటుంది మరియు ప్రత్యేక ధాతువు లేదు.
తయారీ విధానం:
1. హఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ యొక్క మెగ్నీషియం తగ్గింపు లేదా హాఫ్నియం అయోడైడ్ యొక్క ఉష్ణ కుళ్ళిపోవడం ద్వారా దీనిని తయారు చేయవచ్చు. HFCL4 మరియు K2HFF6 ను ముడి పదార్థాలుగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు. NaCl Kcl HFCL4 లేదా K2HFF6 కరిగేలో విద్యుద్విశ్లేషణ ఉత్పత్తి ప్రక్రియ జిర్కోనియం యొక్క ఎలెక్ట్రోలైటిక్ ఉత్పత్తికి సమానంగా ఉంటుంది.
2. హఫ్నియం జిర్కోనియంతో కలిసి ఉంటుంది, మరియు హాఫ్నియం కోసం ప్రత్యేక ముడి పదార్థం లేదు. హఫ్నియం తయారీకి ముడి పదార్థం జిర్కోనియం తయారీ ప్రక్రియలో వేరు చేయబడిన ముడి హాఫ్నియం ఆక్సైడ్. అయాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ రెసిన్ ఉపయోగించి హఫ్నియం ఆక్సైడ్ను సంగ్రహించండి, ఆపై ఈ హాఫ్నియం ఆక్సైడ్ నుండి మెటల్ హాఫ్నియంను సిద్ధం చేయడానికి జిర్కోనియం వలె అదే పద్ధతిని ఉపయోగించండి.
3. దీనిని తగ్గింపు ద్వారా సోడియంతో కో తాపన హఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ (హెచ్‌ఎఫ్‌సిఎల్ 4) ద్వారా తయారు చేయవచ్చు.
జిర్కోనియం మరియు హాఫ్నియంను వేరుచేసే తొలి పద్ధతులు ఫ్లోరినేటెడ్ కాంప్లెక్స్ లవణాలు మరియు ఫాస్ఫేట్ల పాక్షిక అవపాతం యొక్క పాక్షిక స్ఫటికీకరణ. ఈ పద్ధతులు పనిచేయడానికి గజిబిజిగా ఉంటాయి మరియు ప్రయోగశాల వాడకానికి పరిమితం. జిర్కోనియం మరియు హాఫ్నియమ్‌ను వేరుచేసే కొత్త సాంకేతికతలు, భిన్నం స్వేదనం, ద్రావణి వెలికితీత, అయాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ మరియు భిన్నం శోషణ వంటివి ఒకదాని తరువాత ఒకటి ఉద్భవించాయి, ద్రావణి వెలికితీత మరింత ఆచరణాత్మకంగా ఉంటుంది. సాధారణంగా ఉపయోగించే రెండు విభజన వ్యవస్థలు థియోసైనేట్ సైక్లోహెక్సానోన్ సిస్టమ్ మరియు ట్రిబ్యూటైల్ ఫాస్ఫేట్ నైట్రిక్ యాసిడ్ సిస్టమ్. పై పద్ధతుల ద్వారా పొందిన ఉత్పత్తులు అన్నీ హాఫ్నియం హైడ్రాక్సైడ్, మరియు స్వచ్ఛమైన హఫ్నియం ఆక్సైడ్ను లెక్కించడం ద్వారా పొందవచ్చు. అయాన్ ఎక్స్ఛేంజ్ పద్ధతి ద్వారా అధిక స్వచ్ఛత హఫ్నియం పొందవచ్చు.
పరిశ్రమలో, మెటల్ హఫ్నియం ఉత్పత్తి తరచుగా క్రోల్ ప్రక్రియ మరియు డెబోర్ అకర్ ప్రక్రియ రెండింటినీ కలిగి ఉంటుంది. క్రోల్ ప్రక్రియలో లోహ మెగ్నీషియం ఉపయోగించి హఫ్నియం టెట్రాక్లోరైడ్ తగ్గింపు ఉంటుంది:
2mg+hfcl4- → 2mgcl2+hf
డెబోర్ అకర్ పద్ధతిని అయోడైజేషన్ పద్ధతి అని కూడా పిలుస్తారు, ఇది హాఫ్నియం వంటి స్పాంజిని శుద్ధి చేయడానికి మరియు సున్నితమైన లోహపు హఫ్నియం పొందటానికి ఉపయోగిస్తారు.
5. హఫ్నియం యొక్క స్మెల్టింగ్ ప్రాథమికంగా జిర్కోనియం మాదిరిగానే ఉంటుంది:
మొదటి దశ ధాతువు యొక్క కుళ్ళిపోవడం, ఇందులో మూడు పద్ధతులు ఉంటాయి: జిర్కాన్ యొక్క క్లోరినేషన్ (ZR, HF) Cl. జిర్కాన్ యొక్క ఆల్కలీ ద్రవీభవన. జిర్కాన్ 600 వద్ద NAOH తో కరుగుతుంది, మరియు 90% పైగా (ZR, HF) O NA (ZR, HF) O గా మారుతుంది, SIO నాసియోగా రూపాంతరం చెందుతుంది, ఇది తొలగింపు కోసం నీటిలో కరిగిపోతుంది. HNO లో కరిగిన తరువాత జిర్కోనియం మరియు హాఫ్నియంను వేరు చేయడానికి Na (Zr, HF) O ను అసలు పరిష్కారంగా ఉపయోగించవచ్చు. అయినప్పటికీ, సియో కొల్లాయిడ్స్ ఉనికి ద్రావణి వెలికితీత విభజనను కష్టతరం చేస్తుంది. KSIF తో సింటర్ మరియు K (Zr, Hf) f ద్రావణాన్ని పొందటానికి నీటిలో నానబెట్టండి. ద్రావణం పాక్షిక స్ఫటికీకరణ ద్వారా జిర్కోనియం మరియు హాఫ్నియంలను వేరు చేస్తుంది;
రెండవ దశ జిర్కోనియం మరియు హాఫ్నియం యొక్క విభజన, దీనిని హైడ్రోక్లోరిక్ యాసిడ్ MIBK (మిథైల్ ఐసోబ్యూటిల్ కీటోన్) వ్యవస్థ మరియు HNO-TBP (ట్రిబ్యూటైల్ ఫాస్ఫేట్) వ్యవస్థను ఉపయోగించి ద్రావణి వెలికితీత విభజన పద్ధతులను ఉపయోగించి సాధించవచ్చు. HFCL మరియు ZRCL ల మధ్య ఆవిరి పీడనం యొక్క వ్యత్యాసాన్ని ఉపయోగించి బహుళ-దశల భిన్నం యొక్క సాంకేతికత అధిక పీడనంలో (20 వాతావరణం పైన) కరుగుతుంది, ఇది చాలాకాలంగా అధ్యయనం చేయబడింది, ఇది ద్వితీయ క్లోరినేషన్ ప్రక్రియను ఆదా చేస్తుంది మరియు ఖర్చులను తగ్గిస్తుంది. అయినప్పటికీ, (ZR, HF) CL మరియు HCL యొక్క తుప్పు సమస్య కారణంగా, తగిన భిన్నం కాలమ్ పదార్థాలను కనుగొనడం అంత సులభం కాదు మరియు ఇది ZRCL మరియు HFCL యొక్క నాణ్యతను కూడా తగ్గిస్తుంది, శుద్దీకరణ ఖర్చులను పెంచుతుంది. 1970 లలో, ఇది ఇప్పటికీ ఇంటర్మీడియట్ ప్లాంట్ పరీక్ష దశలో ఉంది;
మూడవ దశ తగ్గింపు కోసం ముడి HFCL ను పొందటానికి HFO యొక్క ద్వితీయ క్లోరినేషన్;
నాల్గవ దశ HFCL మరియు మెగ్నీషియం తగ్గింపు యొక్క శుద్దీకరణ. ఈ ప్రక్రియ ZRCL యొక్క శుద్దీకరణ మరియు తగ్గింపుకు సమానం, మరియు ఫలితంగా సెమీ-ఫినిష్డ్ ఉత్పత్తి ముతక స్పాంజ్ హాఫ్నియం;
ఐదవ దశ MGCL ను తొలగించడానికి మరియు అదనపు మెటల్ మెగ్నీషియంను తిరిగి పొందటానికి ముడి స్పాంజి హఫ్నియం వాక్యూమ్ డిస్టిల్ చేయడం, ఫలితంగా స్పాంజ్ మెటల్ హాఫ్నియం యొక్క తుది ఉత్పత్తి ఏర్పడుతుంది. తగ్గించే ఏజెంట్ మెగ్నీషియానికి బదులుగా సోడియంను ఉపయోగిస్తే, ఐదవ దశను నీటి ఇమ్మర్షన్‌కు మార్చాలి
నిల్వ పద్ధతి:
చల్లని మరియు వెంటిలేటెడ్ గిడ్డంగిలో నిల్వ చేయండి. స్పార్క్‌లు మరియు ఉష్ణ వనరుల నుండి దూరంగా ఉండండి. ఇది ఆక్సిడెంట్లు, ఆమ్లాలు, హాలోజెన్లు మొదలైన వాటి నుండి విడిగా నిల్వ చేయాలి మరియు మిక్సింగ్ నిల్వను నివారించాలి. పేలుడు-ప్రూఫ్ లైటింగ్ మరియు వెంటిలేషన్ సౌకర్యాలను ఉపయోగించడం. యాంత్రిక పరికరాలు మరియు స్పార్క్‌లకు గురయ్యే సాధనాల వాడకాన్ని నిషేధించండి. నిల్వ ప్రాంతంలో లీక్‌లను కలిగి ఉండటానికి తగిన పదార్థాలు ఉండాలి.
పోస్ట్ సమయం: సెప్టెంబర్ -25-2023