Početna za: HAFNIJ, Hf  

SPOJEVI, DOBIVANJE I UPORABA

Dobivanje hafnija:

Da bi se dobio elementarni hafnij, potrebno ga je odvojiti od cirkonija. Odvajanje se vrši postupkom ekstrakcije ili pomoću ionskih izmjenjivača. U jednoj od metoda cirkonski se pijesak razlaže karbonizacijom ili nitridizacijom nakon čega slijedi kloriranje nastalih proizvoda. Klorirana smjesa se otapa u kompleksnim 
otapalima, a na kraju procesa izdvaja se hafnijev klorid (HfCl4) kao finalni proizvod. Metalni hafnij dobiva se redukcijom tako izdvojenog hafnijevog klorida magnezijem ili natrijem u atmosferi inertnog plina. Ovako dobiven sirovi hafnij pročišćava se prevođenjem u hafnijev jodid, a njegovom pirolizom dobiva se metalni hafnij.

Navedeni se postupak naziva Krallov proces. Daljnje pročišćavanje provodi se na više načina kao što su lučno ili induktivno taljenje u inertnoj atmosferi, zonsko taljenje, elektrorafinacija ili piroliza na užarenoj žici. 


Svojstva i upotreba hafnija:

Čisti metalni hafnij ima izraženi srebrni sjaj, lako se može izvlačiti, valjati i kovati. Javlja se u dvije alotropske modifikacije: alfa-hafnij koji je heksagonske strukture te beta-hafnij prostorno centrirane kubične strukture. Jako je otporan na koroziju i ima veliki udarni presjek za neutrone pa se koristi za izradu kontrolnih štapova u nuklearnim reaktorima (posebno podmorničkim) te kao kontaktni materijal u vodom hlađenim reaktorima. Otporan je na jake kiseline i njihove soli te koncentrirane lužine.

Samozapaljiv je na zraku, a zagrijavan u struji klora zapali se uz pojavu plamena. Pri 700°C na sebe veže vodik (pri čemu nastaje intersticijski hidrid HfHˇ1,86)' Pri određenim temperaturama reagira s kisikom, ugljikom, dušikom, borom, sumporom i silicijem.

Hafnij se dobro legira s volframom, željezom, manganom, titanijem, niobijem, tantalom, a i s drugim metalima. Dodaje se volframu i molibdenu koji se koriste u proizvodnji žarulja sa žarnom niti za izradu žarnih spirala (dodatak volframu), odnosno nosača spirala (dodatak molibdenu), jer im povećava čvrstoću. Posebno su interesantni hafnijev karbid i nitrid koji spadaju u najvatrostalnije od svih karbida i nitrida. Hafnij se koristi i za izradu katoda luminiscentnih i rendgenskih cijevi te kao geter za uklanjanje kisika u vakuum cijevima raznih namjena.

Hafnij je blago toksičan i koncentracija u zraku ne smije biti veća od 0.5 mg/mJ.


Spojevi hafnija:

Spojevi hafnija imaju gotovo isključivo oksidacijski broj +4 i vrlo su slični spojevima cirkonija, naročito u topljivosti, zbog čega se i javljaju velike teškoće prilikom odvajanja hafnija i cirkonija iz smjese. Poznati su tetrahalogenidi hafnija kao npr. spomenuti hafnijev klorid (HfCl4, bijel kristal s talištem pri 432°C), hafnijev jodid i drugi. Hafnijev oksid (HfO2) vrlo je sličan cirkonijevom oksidu (ZrO2). S talištem pri 3050°C spada u najvatrostalnije materijale.

 Početna za: HAFNIJ, Hf