Krollprocessen är en metod som används för att omvandla malm till titanmetall. Ingenjörer, tillverkningsföretag och medicinska företag använder titan för en mängd olika ändamål eftersom det är lika starkt som stål men är lättare. Spår av titan finns i mineraler som rutil och ilmenit, men den pyrometallurgiska Kroll-processen tar bort föroreningar och producerar en metall som kan användas i medicinska implantat, konstruktion och flygplansdesign.
Titan upptäcktes i Storbritannien 1791 av en man som heter William Gregor. En tysk vetenskapsman vid namn Martin Heinrich Klaproth döpte den efter den grekiska guden Titan under samma år. Forskare började utveckla sätt att utvinna det nyupptäckta grundämnet från rutil och ilmenit, och 1910 utvecklade en kemist vid namn Matthew Hunter en metod för att framställa titanmetall genom att blanda rutil med koks och klor. Hunter-processen blev den första processen i industriell skala för att producera denna metall.
Under 1930-talet började en vetenskapsman från Luxemburg vid namn William Kroll experimentera med titan. 1938 utvecklade han det som senare blev känt som Krollmetoden. Kroll flyttade till USA efter andra världskrigets utbrott, och hans process för att tillverka titanmetall patenterades i USA 1940. Patentet upphävdes senare av den federala regeringen eftersom Kroll inte var medborgare i USA. Han gick in i en sju år lång rättsstrid som kulminerade med att patentet återinfördes.
Krollprocessen börjar med att klorgas passerar genom rutil i en kloreringsanordning. Under det första steget av processen framställs titantetraklorid och klorider från malmen. Syre avlägsnas från titantetraholdiren genom en destillationsprocess, och detta lämnar titantetrakloriden i flytande form. Forskare lägger till flytande magnesium eller natrium till titantetrakloriden, och slutresultatet är en metallsvamp.
Denna titansvamp krossas och placeras sedan i en förbrukningsbar elektrodvakuumbågsugn. Svampen smälter inuti ugnen men till skillnad från andra metaller hälls den inte ut eftersom den stelnar i vakuumet. Ett titangöt som produceras under Kroll-processen kan väga över 5,000 5.51 kg (XNUMX ton). De många stegen i Kroll-processen innebär att titan är mycket dyrare att tillverka än liknande typer av metall, som stål.
Efter att ha utvecklat Kroll-processen använde William Kroll en liknande teknik för att skapa zirkoniummetall. Både titan och zirkonium används nu för att tillverka delar till rymdfartyg. Titan är, till skillnad från zirkonium, ingen hälsorisk och används därför även för medicinska implantat.