Hvad er Kroll-processen?

Kroll-processen er en metode, der bruges til at omdanne malm til titanmetal. Ingeniører, fremstillingsvirksomheder og medicinske virksomheder bruger titan til en række forskellige formål, fordi det er så stærkt som stål, men er mere let. Spor af titan findes i mineraler som rutil og ilmenit, men den pyrometallurgiske Kroll-proces fjerner urenheder og producerer et metal, der kan bruges til medicinske implantater, konstruktion og flydesign.

Titanium blev opdaget i Storbritannien i 1791 af en mand ved navn William Gregor. En tysk videnskabsmand ved navn Martin Heinrich Klaproth opkaldte den efter den græske gud Titan i samme år. Forskere begyndte at udvikle måder til at udvinde det nyligt opdagede element fra rutil og ilmenit, og i 1910 udviklede en kemiker ved navn Matthew Hunter en metode til fremstilling af titanmetal ved at blande rutil med koks og klor. Hunter-processen blev den første industrielle skalaproces til fremstilling af dette metal.

I 1930'erne begyndte en videnskabsmand fra Luxembourg ved navn William Kroll at eksperimentere med titan. I 1938 udviklede han det, der senere blev kendt som Kroll-metoden. Kroll flyttede til USA efter udbruddet af 2. verdenskrig, og hans proces til fremstilling af titanmetal blev patenteret i USA i 1940. Patentet blev senere annulleret af den føderale regering, fordi Kroll ikke var en borger i USA. Han indgik en syv år lang juridisk kamp, ​​som kulminerede med, at patentet blev genindsat.

Kroll-processen begynder med at føre klorgas gennem rutil i en klorinator. I den første fase af processen produceres titantetrachlorid og chlorider fra malmen. Oxygen fjernes fra titantetracholdiren gennem en destillationsproces, og dette efterlader titantetrachloridet i en flydende form. Forskere tilsætter flydende magnesium eller natrium til titantetrachloridet, og slutresultatet er en metallisk svamp.

Denne titansvamp knuses og placeres derefter i en forbrugsbar elektrode-vakuumbueovn. Svampen smelter inde i ovnen, men i modsætning til andre metaller hældes den ikke, fordi den størkner i vakuumet. En titanium-gryn produceret under Kroll-processen kan veje over 5.000 kg (5,51 ton). De flere trin i Kroll-processen betyder, at titan er meget dyrere at fremstille end lignende metalltyper, såsom stål.

Efter at have udviklet Kroll-processen, anvendte William Kroll en lignende teknik til at skabe zirkoniummetal. Både titanium og zirkonium bruges nu til at fremstille dele til rumfartøjer. I modsætning til zirkonium er titanium ikke en sundhedsfare og bruges derfor også til medicinske implantater.