クロールプロセスとは

クロールプロセスは、鉱石をチタン金属に変換する方法です。 エンジニア、製造会社、および医療会社はチタンをさまざまな目的に使用します。チタンは鉄と同じくらい強いが、より軽量だからです。 チタンの痕跡はルチルやイルメナイトなどの鉱物に含まれていますが、乾式冶金クロールプロセスは不純物を除去し、医療用インプラント、建設、航空機の設計に使用できる金属を生成します。

チタンは1791年にイギリスでウィリアムグレゴールという男によって発見されました。 同じ年にギリシャの神タイタンにちなんで名付けられたドイツの科学者マーティン・ハインリッヒ・クラプロス。 科学者は新しく発見された元素をルチルとイルメナイトから抽出する方法の開発を開始し、1910年にマシューハンターという化学者がルチルとコークスと塩素を混合してチタン金属を製造する方法を開発しました。 ハンタープロセスは、この金属を製造するための最初の工業規模のプロセスになりました。

1930年代、ウィリアムクロールと呼ばれるルクセンブルクの科学者がチタンの実験を始めました。 1938年、彼は後にクロール法として知られるようになったものを開発しました。 クロールは第二次世界大戦の勃発後に米国に移り、1940年に彼のチタン金属製造プロセスは米国で特許を取得しました。クロールは米国市民ではなかったため、後に連邦政府によって無効にされました。 彼は7年間の法廷闘争に参加し、特許の復活で頂点に達しました。

クロールプロセスは、塩素化装置内のルチルに塩素ガスを通すことから始まります。 プロセスの最初の段階で、鉱石から四塩化チタンと塩化物が生成されます。 酸素は蒸留プロセスを介して四塩化チタンから除去され、これにより四塩化チタンが液体の形で残ります。 科学者は液体マグネシウムまたはナトリウムを四塩化チタンに加え、最終結果は金属スポンジになります。

このチタンスポンジを粉砕し、消耗電極真空アーク炉に入れます。 スポンジは炉内で溶けますが、他の金属とは異なり、真空中で固化するため注がれません。 クロールプロセス中に生成されるチタンインゴットの重量は、5,000キログラム（5.51トン）を超えることがあります。 クロールプロセスの複数のステップは、チタンがスチールなどの類似のタイプの金属よりも生産コストがはるかに高いことを意味します。

クロールプロセスを開発した後、ウィリアムクロールは同様の手法を使用してジルコニウム金属を作成しました。 現在、チタンとジルコニウムの両方が宇宙船の部品の製造に使用されています。 チタンは、ジルコニウムとは異なり、健康上の危険はないため、医療用インプラントにも使用されます。