Hva er Kroll-prosessen?

Kroll-prosessen er en metode som brukes til å konvertere malm til titanmetall. Ingeniører, produksjonsfirmaer og medisinske selskaper bruker titan til en rekke forskjellige formål fordi det er like sterkt som stål, men er mer lett. Spor av titan finnes i mineraler som rutil og ilmenitt, men den pyrometallurgiske Kroll-prosessen fjerner urenheter og produserer et metall som kan brukes i medisinske implantater, konstruksjon og flydesign.

Titanium ble oppdaget i Storbritannia i 1791 av en mann ved navn William Gregor. En tysk forsker ved navn Martin Heinrich Klaproth oppkalte den etter den greske guden Titan i løpet av samme år. Forskere begynte å utvikle måter å trekke ut det nyoppdagede elementet fra rutil og ilmenitt, og i 1910 utviklet en kjemiker ved navn Matthew Hunter en metode for å produsere titanmetall ved å blande rutil med koks og klor. Hunter-prosessen ble den første industrielle skalaprosessen for å produsere dette metallet.

I løpet av 1930-årene begynte en forsker fra Luxembourg med navnet William Kroll å eksperimentere med titan. I 1938 utviklet han det som senere ble kjent som Kroll-metoden. Kroll flyttet til USA etter utbruddet av andre verdenskrig, og hans prosess for å produsere titanmetall ble patentert i USA i 1940. Patentet ble senere ugyldiggjort av den føderale regjeringen fordi Kroll ikke var statsborger i USA. Han inngikk en syv år lang juridisk kamp som kulminerte med at patentet ble gjeninnført.

Kroll-prosessen begynner med å føre klorgass gjennom rutil i en klorinator. I løpet av det første stadiet av prosessen produseres titantetraklorid og klorider fra malmen. Oksygen fjernes fra titan-tetraklodderen gjennom en destillasjonsprosess, og dette etterlater titantetrakloridet i en flytende form. Forskere tilfører flytende magnesium eller natrium til titantetraklorid, og sluttresultatet er en metallisk svamp.

Denne titansvampen blir knust og deretter satt i en forbrukselektronisk vakuumbueovn. Svampen smelter inne i ovnen, men i motsetning til andre metaller helles den ikke fordi den stivner i vakuumet. En titanbein produsert under Kroll-prosessen kan veie i overkant av 5000 kilo (5,51 tonn). De flere trinnene i Kroll-prosessen gjør at titan er mye dyrere å produsere enn lignende metalltyper, for eksempel stål.

Etter å ha utviklet Kroll-prosessen, brukte William Kroll en lignende teknikk for å lage zirkoniummetall. Både titan og zirkonium brukes nå til å lage deler til romfartøyer. I motsetning til zirkonium er titan ikke en helsefare, og brukes derfor også til medisinske implantater.