ټانټالم کلورایډ: کارول او تولید

ټانټالوم کلورایډ څنګه چمتو کیږي

د ټنټالم پنټاکلورایډ تولید په یو ډول د ټنټالم کلورین کول شامل دي. دوه اصلي لارې شتون لري: د ټنټالم فلز کلورین کول، او د ټنټالم مرکباتو (معمولا اکسایډونو) کلورین کول. په ټولو قضیو کې، تعامل باید په وچ، اکسیجن څخه پاک چاپیریال کې ترسره شي. اساسي پروسې دا دي:

● د فلزي ټانټالوم مستقیم کلورینیشن:په ښه توګه ویشل شوی ټانټالم فلز (ډیری وختونه ډکول یا پوډر) د کلورین ګاز په جریان کې تودوخه کیږي. د 170-250 درجو سانتی ګراد په شاوخوا کې، کلورین د فلز سره تعامل کوي ترڅو TaCl₅ بخار جوړ کړي:
2 Ta+5 Cl2⟶2 TaCl5.2\,Ta + 5\,Cl_2 \اوږده تېره 2\,TaCl_5.
دا خارجي حرارتي تعامل په چټکۍ سره فلزات په کلورایډ بدلوي. په عمل کې، ټانټالم په یوه بخارۍ یا ری ایکټر کې ځای پر ځای کیږي او د Cl₂ ګاز په کنټرول شوي تودوخې کې پرې تیریږي. د TaCl₅ پایله لرونکی بخار بیا په مایع یا جامد بدلیږي کله چې یخ شي. (یو اړونده میتود د Cl₂ پرځای د هایدروجن کلورایډ ګاز (HCl) کاروي، مګر دا د تعامل د چلولو لپاره لوړې تودوخې - شاوخوا 400 °C - ته اړتیا لري.)

● غیر مستقیم کلورینیشن (له اکسایډونو څخه):ډیری وختونه، د لوړ پاکوالي ټانټالم فلز په اسانۍ سره شتون نلري یا ډیر ګران دی. پرځای یې، یو څوک کولی شي د ټانټالم پینټوکسایډ (Ta₂O₅) سره پیل وکړي، کوم چې د ایسک غلظت کې ډیر دی. Ta₂O₅ د کلورینینګ اجنټ په کارولو سره TaCl₅ ته بدلیدلی شي لکهتیونیل کلورایډ (SOCl₂)غبرګون دا دی:
Ta2O5+5 SOCl2→240∘C2 TaCl5+5 SO2.\text{Ta}_2\text{O}_5 + 5\,SOCl_2 \xrightarrow{240^\circ\text{C}} 2\,TaCl_5 + 5\,SO_2.
په دې طریقه کې، جامد Ta₂O₅ د مایع SOCl₂ سره مخلوط کیږي او تودوخه کیږي (شاوخوا 240 °C). SOCl₂ په مؤثره توګه اکسایډ کلورایډ ته اړوي، د سلفر ډای اکسایډ ګاز د فرعي محصول په توګه تولیدوي. دا غیر مستقیم لاره ګټوره ده کله چې د اکسایډ پوډرونو سره کار کوي او کولی شي ډیر خالص TaCl₅ تولید کړي.

پورته دواړه طریقې تولیدويد TaCl₅ ګاز، کوم چې بیا باید ويمتمرکز او پاک شوی. په عمل کې، کلورین لرونکی ګاز سړه کیږي ترڅو TaCl₅ مایع شي (د جوش نقطه ~239 °C). تقطیر اکثرا د هر ډول ناپاکۍ یا ټیټ جوش موادو څخه د TaCl₅ جلا کولو لپاره کارول کیږي. د مثال په توګه، کله چې په لابراتوار کې ترکیب کول، یو څوک ممکن ګاز د سړې جال یا د کنډنسرونو لړۍ له لارې تیر کړي. د کنډنشن وروسته، محصول وچ شوی (په نرمۍ سره د خلا لاندې تودوخه شوی) ترڅو د رطوبت نښې لرې کړي. دا د لوړ پاکوالي سپین جامد پایله لري. (Aمېزد دې ترکیب میتودونو لنډیز کول - د تعامل کونکو، شرایطو او محصولاتو لیست کول - کولی شي د لارو سره څنګ په څنګ پرتله کولو کې مرسته وکړي.)

● د کانونو صنعتي استخراج:په لویه کچه، ټانټالیم اکثرا د ټانټالیټ یا کولټان په څیر منرالونو څخه ترلاسه کیږي، کوم چې دواړه ټانټالیم او نیوبیم اکسایډونه لري. په یوه صنعتي پروسه کې، د ایسک غلظت د کاربن (کوک) سره مخلوط کیږي او په لوړه تودوخه کې د کلورین ګاز سره تعامل کوي. دا کاربوکلورینیشن اکسایډونه په بې ثباته کلورایډونو بدلوي. په پیل کې، د ټانټالیم، نیوبیم، او ټانټالیم کلورایډونو مخلوط د "ټانټالیم-نیوبیم-ټینټالیم آکسیکلورایډ" په نوم مایع جوړوي او کنډنس کوي. دا مایع په جزوي ډول تقطیر کیږي: لومړی ټانټالیم ټیټراکلورایډ (TiCl₄) لرې کیږي (په 136 درجو سانتي ګراد کې جوش کیږي)، چې ډیری یې نیوبیم او ټانټالیم کلورایډونه پریږدي. پاتې مخلوط بیا نور کلورین شوی (که اړتیا وي) ترڅو هر آکسیکلورایډونه په پینټاکلوریډونو بدل کړي. په پای کې، د نایوبیم کلورایډ (NbCl₅) او ټانتالوم کلورایډ (TaCl₅) د جزوي تقطیر له لارې جلا کیږي، ځکه چې TaCl₅ په 239 درجو سانتی ګراد او NbCl₅ په 248 درجو سانتی ګراد کې جوش کیږي. پایله یې پاک شوی TaCl₅ ده. دا TaCl₅ ډیری وختونه د اوبو امونیا سره تعامل کیږي ترڅو امونیم ټانتالوم فلورایډ یا آکسی کلورایډ راوباسي، کوم چې په کلسینیشن کې خورا خالص Ta₂O₅ تولیدوي. په اصل کې، TaCl₅ د خپلو کانونو څخه د ټانتالوم په تصفیه کولو کې د منځګړي په توګه کار کوي. Aفلوچارټد دې مرحلو تشریح کول - د خامو کانونو څخه تر TaCl₅ پورې اوکسایډ پورې - د لوستونکو لپاره به ګټور وي چې صنعتي پروسه تصور کړي.

په لنډه توګه، ټانټالم کلورایډ د ټانټالم فلز یا مرکباتو د هالوجنیشن له لارې تولید کیږي. د Cl₂ سره د Ta فلز مستقیم کلورینیشن ترټولو ساده لابراتوار لاره ده، پداسې حال کې چې صنعتي پروسې ډیری وختونه د ټانټالم آکسایډ غلظت د کاربن (کاربوکلورینیشن) یا نورو کلورینیشن اجنټانو سره د لوړ تودوخې کلورینیشن کاروي. ګاز لرونکی TaCl₅ بیا کنډیشن کیږي او لوړ پاکوالي ته کش کیږي. د پام وړ، د یو تولید کونکي تخنیکي یادښت ټینګار کوي چې TaCl₅ د "عضوي موادو کلورینیشن" کې او د خالص ټانټالم فلز تولید کې د "کیمیاوي منځګړیتوب" په توګه کارول کیږي، چې د ریجنټ او کلیدي منځګړیتوب په توګه د هغې رول ټینګار کوي.