Восстановление фтористых соединений циркония кальцием

Процесс восстановления окиси циркония кальцием нельзя считать вполне удовлетворительным вследствие того, что трудно достигнуть полного восстановления. Затруднительно также и извлечение металла из продуктов восстановления. Применение четыреххлористого циркония вместо окиси более благоприятно, так как образующийся в этом случае хлорид может быть удален без выщелачивания. К сожалению, четыреххлористый цирконий очень гигроскопичен и нужно принимать особые меры для того, чтобы хлорид не насыщался влагой, могущей загрязнить восстановленный металл окислами.
Фтористые соединения вообще менее гигроскопичны, и их применение может стать перспективным. Известно, например, что фтористый уран хорошо восстанавливается кальцием, и металл получается очень чистым. Такой процесс представляется возможным и для получения редкоземельных металлов; в литературе имеются сведения о его успешном применении в этой области.
Фтористые соединения могут быть изготовлены путем воздействия кислым фтористым аммонием на окислы редкоземельных металлов. Это ведет к образованию двойного фторида, распадающегося затем на фтористый аммоний и фтористые соединения редкоземельных металлов. Проведение процесса в вакууме или в токе азота предотвращает образование фторокисей.
При восстановлении фтористого урана кальцием выявилась необходимость в форсировании реакции путем добавки небольшого количества иода, дающего дополнительное тепло за счет экзотермической реакции образования иодида кальция. Иодид кальция облегчает прохождение реакции, понижая температуру плавления шлака.
Иод был также использован при восстановлении фтористых соединений редкоземельных металлов. Наиболее пригодной оказалась шихта следующего состава: 150 г смеси фтористых соединений, 70 г иода и 80 г кальциевой стружки (на 15% больше теоретического). Реакция проводилась в тигле, облицованном фтористым кальцием. В результате реакции получался королек мишметалла весом 75 г, что соответствует выходу по металлу около 78%.
Особенностью данной технологии является то, что облицовка реактора выполняется на конус, благодаря чему металл собирается на дне и может быть получен в виде королька, чистого от шлака. В качестве меры предосторожности во время реакции, проводимой в атмосфере аргона, реактор охлаждается с помощью стального колпака, помещенного на верху реактора. Кроме того, в реакторе поддерживается небольшое давление газа.
Успешное применение кальция для восстановления фтористых соединений урана и редкоземельных металлов позволяет предполагать, что этот метод может быть успешно применен и для восстановления фтористого циркония. Производство же фтористого циркония является относительно несложным при использовании технологии, примененной в отношении редкоземельных металлов.