Наиболее чистые пластичные титан и цирконий были получены в 1925 г. Ван-Аркелем и де Буром. Разработаныи ими способ основан на термической диссоциации газообразных иодидов TiL и Zrl4 на нагретой до высокой температуры (1300- 1500 С) поверхности (например, накаленной проволоке из получаемых металлов). В настоящее время метод применяют для производства в ограниченных масштабах титана, циркония и гафния высокой чистоты.
Титан взаимодействует с йодом при низкой температуре (100-200 С). Газообразный Til4 диссоциирует на нагретой до 1300-1500 С поверхности проволоки и осаждается на ней. Освобождающийся при этом йод снова вступает в реакцию с находящимся в аппарате при низкой температуре исходным рафинируемым титаном.
Очистка титана (как и циркония) от примесей кислорода, азота и углерода при йодидном рафинировании объясняется тем, что оксиды, нитриды и карбиды не реагируют с йодом. Происходит очистка также от большинства металлических примесей, не образующих летучих йодов.
Крупнозернистый порошок или стружку титана располагают вдоль внутренних стенок аппарата в кольцевом зазоре, образуемом установленным у стенок цилиндрическим экраном из молибденовой сетки. В центре аппарата натянута в форме U -образных петель титановая проволока (диаметром 3-4 мм), общая ее длина 11 м. Концы проволоки подсоединены к молибденовым вводам. В крышке аппарата имеется гнездо для помещения стеклянной ампулы с йодом. Реторту устанавливают в термостате, позволяющем поддерживать температуру у стенок, где расположен рафинируемый титан, в пределах 100-200 °С.
Первоначально реактор откачивают до давления 1,3х10-2-1,ЗхЮ-3Па, затем впускают йод (путем разбивки оттянутого при отпайке носика ампулы) и подают на нить электрический ток. Практически йода вводят 7-10% от массы загружаемого титана.
Аппарат рассчитан на получение 24 кг рафинированного титана за цикл или около 10 кг за сутки.
Исследования показали, что скорость осаждения титана определяется стадией транспорта йодида титана к поверхности нити.
При оптимальных режимах процесса (температура стенок реактора 140-200 °С, температура нити 1300-1400 °С) диаметр прутка увеличивается примерно на 10-20 мм в сутки.
Для сохранения постоянства температуры нити по мере увеличения ее диаметра необходимо регулировать силу тока и напряжение таким образом, чтобы величина излучаемой мощности с единицы поверхности наращиваемого прутка была постоянной.
Процесс йодидного рафинирования циркония проводят, как описано для титана, с тем отличием, что оптимальная температура чернового циркония выше (250-300 °С).
В результате рафинирования получают плотные прутки титана и циркония диаметром 25-40 мм. Содержание примесей в рафинированных металах на 1-2 порядка ниже, чем в металлах, полученных магниетермическим восстановлением хлоридов. Большая часть металлических примесей содержится в пределах от сотых до менее тысячных долей процента.
