Jelaskan Produksi dari Hafnium

Endapan bijih pasir mineral berat dari bijih titanium ilmenit dan rutil menghasilkan sebagian besar zirkonium yang ditambang, dan karena itu juga sebagian besar hafnium.

Zirkonium adalah logam kelongsong batang bahan bakar nuklir yang baik, dengan sifat yang diinginkan seperti penampang lintang penangkapan neutronnya yang sangat rendah dan stabilitas kimianya yang baik pada suhu tinggi. Namun, karena sifat penyerap neutron dari hafnium, pengotor hafnium dalam zirkonium akan menyebabkannya menjadi kurang berguna untuk aplikasi reaktor nuklir. Dengan demikian, pemisahan zirkonium dan hafnium yang hampir lengkap diperlukan untuk penggunaannya dalam tenaga nuklir. Produksi zirkonium bebas hafnium adalah sumber hafnium yang utama.

Sifat kimia hafnium dan zirkonium hampir identik, yang membuat keduanya sulit dipisahkan. Metode yang pertama kali digunakan—kristalisasi fraksional garam amonium fluorida atau distilasi fraksional amonium klorida—belum terbukti cocok untuk produksi skala industri. Setelah zirkonium dipilih sebagai bahan untuk program reaktor nuklir pada tahun 1940-an, metode pemisahan harus dikembangkan. Proses ekstraksi cair–cair dengan berbagai pelarut telah dikembangkan dan masih digunakan untuk produksi hafnium. Sekitar setengah dari semua logam hafnium yang dibuat diproduksi sebagai produk sampingan dari pemurnian zirkonium. Produk akhir dari pemisahan ini adalah hafnium(IV) klorida. Hafnium(IV) klorida yang telah dimurnikan diubah menjadi logam hafnium melalui reduksi dengan magnesium atau natrium, seperti pada proses Kroll.

HfCl4 + 2Mg ->[1100^oC] Hf + 2MgCl2

Pemurnian lebih lanjut dilakukan melalui reaksi transpor kimiawi yang dikembangkan oleh Arkel dan de Boer: Dalam bejana tertutup, hafnium akan bereaksi dengan iodin pada suhu , membentuk hafnium(IV) iodida; pada filamen wolfram bersuhu , reaksi sebaliknya terjadi secara istimewa, dan iodin serta hafnium yang terikat secara kimiawi akan berdisosiasi menjadi unsur aslinya. Hafnium membentuk lapisan padat pada filamen wolfram, dan iodin dapat bereaksi dengan hafnium tambahan, menghasilkan pergantian iodin yang stabil dan memastikan kesetimbangan kimia tetap mendukung produksi hafnium.

Hf + 2I2 ->[500^oC] HfI4

HfI4 ->[1700^oC] Hf + 2I2