Co to jest proces Kroll?
Proces Kroll jest metodą stosowaną do przekształcania rudy w metal tytanowy. Inżynierowie, firmy produkcyjne i medyczne używają tytanu do różnych celów, ponieważ jest tak wytrzymały jak stal, ale jest lżejszy. Ślady tytanu można znaleźć w minerałach, takich jak rutyl i ilmenit, ale pirometalurgiczny proces Kroll usuwa zanieczyszczenia i wytwarza metal, który można wykorzystać w implantach medycznych, konstrukcji i konstrukcji samolotów.
Tytan został odkryty w Wielkiej Brytanii w 1791 roku przez człowieka imieniem William Gregor. Niemiecki naukowiec o nazwisku Martin Heinrich Klaproth nazwał go imieniem greckiego boga Tytana w tym samym roku. Naukowcy zaczęli opracowywać sposoby wydobywania nowo odkrytego pierwiastka z rutylu i ilmenitu, aw 1910 r. Chemik o imieniu Matthew Hunter opracował metodę produkcji metalu tytanowego przez zmieszanie rutylu z koksem i chlorem. Proces Huntera stał się pierwszym przemysłowym procesem produkcji tego metalu.
W latach 30. XX wieku naukowiec z Luksemburga o nazwisku William Kroll rozpoczął eksperymenty z tytanem. W 1938 roku opracował metodę, którą później nazwano metodą Kroll. Kroll przeniósł się do Stanów Zjednoczonych po wybuchu II wojny światowej, a jego proces produkcji tytanu metalu został opatentowany w Stanach Zjednoczonych w 1940 r. Patent ten został później unieważniony przez rząd federalny, ponieważ Kroll nie był obywatelem Stanów Zjednoczonych. Wziął udział w siedmioletniej bitwie prawnej, której zwieńczeniem było przywrócenie patentu.
Proces Kroll rozpoczyna się od przepuszczenia chloru gazowego przez rutyl w chlorinatorze. W pierwszym etapie procesu z rudy powstaje czterochlorek tytanu i chlorki. Tlen jest usuwany z tetracholdiretu tytanu w procesie destylacji, co pozostawia tetrachlorek tytanu w postaci ciekłej. Naukowcy dodają ciekły magnez lub sód do tetrachlorku tytanu, a efektem końcowym jest metalowa gąbka.
Tytanowa gąbka jest kruszona, a następnie umieszczana w próżniowym elektrodowym piecu łukowym. Gąbka topi się w piecu, ale w przeciwieństwie do innych metali nie wylewa się jej, ponieważ zestala się w próżni. Sztabka tytanu wyprodukowana podczas procesu Kroll może ważyć ponad 5000 kilogramów (5,51 tony). Wiele etapów procesu Kroll oznacza, że tytan jest znacznie droższy w produkcji niż podobne rodzaje metalu, takie jak stal.
Po opracowaniu procesu Kroll, William Kroll zastosował podobną technikę do stworzenia cyrkonu. Zarówno tytan, jak i cyrkon są obecnie wykorzystywane do wytwarzania części do statków kosmicznych. Tytan, w przeciwieństwie do cyrkonu, nie stanowi zagrożenia dla zdrowia, dlatego jest również stosowany w implantach medycznych.