Vad är Kroll-processen?
Kroll-processen är en metod som används för att omvandla malm till titanmetall. Ingenjörer, tillverkningsföretag och medicinska företag använder titan för en mängd olika ändamål eftersom det är lika starkt som stål men är mer lätt. Spår av titan finns i mineraler som rutil och ilmenit, men den pyrometallurgiska Kroll-processen tar bort föroreningar och producerar en metall som kan användas i medicinska implantat, konstruktion och flygplan design.
Titan upptäcktes i Storbritannien 1791 av en man vid namn William Gregor. En tysk forskare vid namn Martin Heinrich Klaproth uppkallade den efter den grekiska guden Titan under samma år. Forskare började utveckla sätt att utvinna det nyupptäckta elementet från rutil och ilmenit, och 1910 utvecklade en kemist med namnet Matthew Hunter en metod för att producera titanmetall genom att blanda rutil med koks och klor. Hunter-processen blev den första industriella skalan för framställning av denna metall.
Under 1930-talet började en forskare från Luxemburg med namnet William Kroll att experimentera med titan. 1938 utvecklade han det som senare blev känt som Kroll-metoden. Kroll flyttade till USA efter utbrottet av andra världskriget, och hans process för att producera titanmetall patenterades i USA 1940. Patentet upphävdes senare av den federala regeringen eftersom Kroll inte var en medborgare i USA. Han inledde en sjuårig juridisk kamp som kulminerade med att patentet återinfördes.
Kroll-processen börjar med att leda klorgas genom rutil i en klorator. Under processens första steg produceras titantetraklorid och klorider från malmen. Syre avlägsnas från titantetrakeldrivet genom en destillationsprocess, och detta lämnar titantetrakloriden i flytande form. Forskare lägger flytande magnesium eller natrium till titantetrakloriden, och slutresultatet är en metallisk svamp.
Denna titansvamp krossas och läggs sedan in i en förbrukningsbar vakuumbågsugn. Svampen smälter inuti ugnen men till skillnad från andra metaller hälls den inte eftersom den stelnar i vakuumet. En titangjut som produceras under Kroll-processen kan väga över 5000 kilogram (5,51 ton). Krollprocessens flera steg innebär att titan är mycket dyrare att producera än liknande metalltyper, t.ex. stål.
Efter att ha utvecklat Kroll-processen använde William Kroll en liknande teknik för att skapa zirkoniummetall. Både titan och zirkonium används nu för att tillverka delar till rymdfarkoster. Till skillnad från zirkonium är titan ingen hälsorisk och används därför också för medicinska implantat.