Krollproces

Krollprocessen, eller Krollproces, er en industriel metode til fremstilling af metallisk titanium fra titaniumtetrachlorid (TiCl4) ved reduktion med magnesium i en smeltet saltløsning. Den blev udviklet af den amerikanske metallurg William J. Kroll i 1940’erne og er siden den dominerende metode til produktion af kommercielt titanium. Processen giver højrenhed titanium og dets legeringer og anvendes bredt inden for luftfart, energi og kemi.

Procesoversigt: Råstoffer som rutile eller ilmenit omformes ved chlorination til TiCl4 ved høj temperatur og klor gas. TiCl4 renses og destilleres for at opnå ren TiCl4, som derefter introduceres i en reaktor, hvor en smeltet saltblanding af MgCl2 og NaCl fungerer som opløsningsmiddel og reaktantmiljø. Magnesium tilføres som reduktionsmiddel, og den overordnede reaktion er TiCl4 + 2 Mg → Ti + 2 MgCl2. Det reducerede titanium dannes som en porøs svamp, der flyder på overfladen af saltlaget og nemt kan hentes ud. Den porøse titan renses for MgCl2 og andre forureninger og smeltes derefter i højt vakuum for at fremstille rene titaniumprodukter gennem efterfølgende procestrin såsom vacuum arc remelting (VAR) for at producere ingots og legeringer.

Fordele og udfordringer: Krollprocessen giver mulighed for produktion af høj renhed titanium og mange legeringer i stor skala, men er energikrævende og kemisk kompleks. Håndtering af klorforbindelser og magnesium samt affaldsstrømme kræver omfattende sikkerheds- og miljøforanstaltninger.

Anvendelser: Titan produceret via Krollprocessen bruges bredt i aerospace, medicinsk udstyr, kemiske anlæg og andre applikationer, hvor høj styrke i lav vægt og fremragende korrosionsbestandighed er nødvendig. Se også: Chlorination process, Magnesiumreduktion, Vacuum arc remelting.