Hva Er Kroll-prosessen?

Kroll-prosessen er en metode som brukes for å omdanne malmen til titanmetall. Ingeniører, industribedrifter, og medisinske selskaper bruker titan for en rekke ulike formål, fordi det er så sterk som stål, men er mer lett. Spor av titan kan finnes i mineraler som rutil og ilmenitt, men pyrometallurgisk Kroll prosessen fjerner urenheter og gir et metall som kan brukes i medisinske implantater, konstruksjon, og luftfartøy utforming.

Titan ble oppdaget i Storbritannia i 1791 av en mann ved navn William Gregor. En tysk forsker ved navn Martin Heinrich Klaproth oppkalt etter den greske guden Titan i løpet av samme år. Forskere begynte å utvikle måter å trekke ut den nylig oppdagede elementet fra rutil og ilmenitt, og i 1910 en kjemiker ved navn Matthew Hunter utviklet en metode for å produsere titanmetall ved å blande rutil med koks og klor. The Hunter prosess ble den første industriell skala prosess for produksjon av dette metallet.

I løpet av 1930-tallet, en vitenskapsmann fra Luxembourg heter William Kroll begynte 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 produksjon av titanmetall ble patentert i USA i 1940. Patentet ble senere opphevet av den føderale regjeringen fordi Kroll var ikke en amerikansk statsborger. Han inngikk en syv års juridisk kamp som kulminerte med patentet blir gjeninnsatt.

Kroll prosessen begynner ved å sende klorgass gjennom rutil i en klorerings. Under det første trinn av prosessen, blir titantetraklorid og klorider produsert fra malmen. Oksygen fjernes fra titan tetracholdire gjennom en destillasjonsprosess, og dette etterlater titantetrakloridet i flytende form. Forskere legge flytende magnesium eller natrium til titantetrakloridet, og sluttresultatet er en metallisk svamp.

Dette titan svamp knuses og deretter satt i en forbruks elektrode vakuum arc ovn. Svampen smelter inne i ovnen, men, til forskjell fra andre metaller, er det ikke helt, fordi det størkner i vakuum. En titanstøpeblokk fremstilt ved Kroll-prosessen kan veie i overkant av 5000 kg (5,51 tonn). Flere trinn av Kroll-prosessen betyr at titan er mye dyrere å fremstille enn tilsvarende typer av metall, slik som stål.

Etter å ha utviklet den Kroll prosessen, brukte William Kroll en lignende teknikk for å skape zirkoniummetall. Både titan og zirkonium blir nå brukt til å gjøre deler av plass fartøy. Titan, i motsetning til zirkonium, er ikke helseskadelig, og er derfor også brukes til medisinske implantater.