O que é o processo Kroll?

O processo Kroll é um método usado para converter minério em metal titânio. Engenheiros, empresas de manufatura e empresas médicas usam titânio para uma variedade de propósitos diferentes, porque é tão forte quanto o aço, mas é mais leve. Traços de titânio podem ser encontrados em minerais como rutilo e ilmenita, mas o processo pirrometalúrgico de Kroll remove impurezas e produz um metal que pode ser usado em implantes médicos, construção e design de aeronaves.

O titânio foi descoberto na Grã-Bretanha em 1791 por um homem chamado William Gregor. Um cientista alemão chamado Martin Heinrich Klaproth o nomeou em homenagem ao deus grego Titã durante o mesmo ano. Os cientistas começaram a desenvolver maneiras de extrair o elemento recém-descoberto do rutilo e da ilmenita, e em 1910 um químico chamado Matthew Hunter desenvolveu um método para produzir metal de titânio, misturando rutilo com coque e cloro. O processo Hunter se tornou o primeiro processo em escala industrial para a produção desse metal.

Durante a década de 1930, um cientista do Luxemburgo chamado William Kroll começou a experimentar titânio. Em 1938, ele desenvolveu o que mais tarde ficou conhecido como o método Kroll. Kroll mudou-se para os Estados Unidos após o início da Segunda Guerra Mundial, e seu processo de produção de titânio foi patenteado nos Estados Unidos em 1940. A patente foi posteriormente anulada pelo governo federal porque Kroll não era cidadão dos Estados Unidos. Ele entrou em uma batalha legal de sete anos que culminou com o restabelecimento da patente.

O processo de Kroll começa passando o gás cloro através do rutilo em um clorador. Durante a primeira etapa do processo, tetracloreto de titânio e cloretos são produzidos a partir do minério. O oxigênio é removido do tetracoldire de titânio através de um processo de destilação, e isso deixa o tetracloreto de titânio na forma líquida. Os cientistas adicionam magnésio ou sódio líquido ao tetracloreto de titânio, e o resultado final é uma esponja metálica.

Essa esponja de titânio é triturada e depois colocada em um forno a arco de vácuo de eletrodo consumível. A esponja derrete dentro do forno, mas, ao contrário de outros metais, não é derramada porque se solidifica no vácuo. Um lingote de titânio produzido durante o processo de Kroll pode pesar mais de 5.000 kg (5,51 toneladas). As várias etapas do processo Kroll significam que o titânio é muito mais caro de produzir do que tipos semelhantes de metal, como o aço.

Após desenvolver o processo de Kroll, William Kroll usou uma técnica semelhante para criar metal de zircônio. Agora, titânio e zircônio são usados ​​para fazer peças para embarcações espaciais. O titânio, ao contrário do zircônio, não é um risco para a saúde e, portanto, também é usado para implantes médicos.