Quel est le processus de Kroll?
Le procédé Kroll est une méthode utilisée pour convertir le minerai en titane métallique. Les ingénieurs, les entreprises de fabrication et les entreprises médicales utilisent le titane à diverses fins, car il est aussi résistant que l'acier, mais plus léger. Des traces de titane peuvent être trouvées dans des minéraux tels que le rutile et l'ilménite, mais le processus pyrométallurgique de Kroll élimine les impuretés et produit un métal qui peut être utilisé dans les implants médicaux, la construction et la conception d'avions.
Le titane a été découvert en Grande-Bretagne en 1791 par un certain William Gregor. Un scientifique allemand nommé Martin Heinrich Klaproth lui a donné le nom du dieu grec Titan au cours de la même année. Les scientifiques ont commencé à mettre au point des méthodes permettant d’extraire l’élément nouvellement découvert du rutile et de l’ilménite. En 1910, un chimiste, Matthew Hunter, a mis au point une méthode permettant de produire du titane métallique en mélangeant du rutile avec du coke et du chlore. Le procédé Hunter est devenu le premier procédé de production de ce métal à l'échelle industrielle.
Au cours des années 1930, un scientifique luxembourgeois, William Kroll, a commencé à expérimenter avec du titane. En 1938, il développa ce qui devint plus tard connu sous le nom de méthode Kroll. Kroll a déménagé aux États-Unis après le déclenchement de la Seconde Guerre mondiale et son procédé de production de titane a été breveté aux États-Unis en 1940. Ce brevet a ensuite été annulé par le gouvernement fédéral parce que Kroll n'était pas citoyen américain. Il a entamé une bataille juridique de sept ans qui a abouti à la réinstallation du brevet.
Le procédé Kroll commence en faisant passer du chlore gazeux à travers du rutile dans un chlorinateur. Au cours de la première étape du processus, du tétrachlorure de titane et des chlorures sont produits à partir du minerai. L'oxygène est éliminé du tétracholdire de titane par un processus de distillation, ce qui laisse le tétrachlorure de titane sous forme liquide. Les scientifiques ajoutent du magnésium ou du sodium liquides au tétrachlorure de titane. Le résultat final est une éponge métallique.
Cette éponge de titane est broyée puis placée dans un four à arc sous vide à électrodes consommable. L'éponge fond à l'intérieur du four mais, contrairement aux autres métaux, elle n'est pas coulée car elle se solidifie dans le vide. Un lingot de titane produit au cours du processus Kroll peut peser plus de 5 000 kilogrammes (5,51 tonnes). Les nombreuses étapes du procédé Kroll signifient que la production de titane est beaucoup plus coûteuse que celle de types de métaux similaires, tels que l'acier.
Après avoir développé le procédé Kroll, William Kroll a utilisé une technique similaire pour créer du zirconium. Le titane et le zirconium sont maintenant utilisés pour fabriquer des pièces pour les vaisseaux spatiaux. Le titane, contrairement au zirconium, n'est pas dangereux pour la santé et est donc également utilisé pour les implants médicaux.