Hvad er Kroll -processen?

Kroll -processen er en metode, der bruges til at omdanne malm til titaniummetal.Ingeniører, produktionsfirmaer og medicinske virksomheder bruger titanium til en række forskellige formål, fordi det er så stærkt som stål, men er mere let.Spor af titanium kan findes i mineraler som rutil og ilmenit, men den pyrometallurgiske kroll -proces fjerner urenheder og producerer et metal, der kan bruges i medicinske implantater, konstruktion og flysdesign.

Titanium blev opdaget i Storbritannien i 1791 afEn mand ved navn William Gregor.En tysk videnskabsmand ved navn Martin Heinrich Klaproth udnævnte den efter den græske Gud Titan i samme år.Forskere begyndte at udvikle måder til at udtrække det nyopdagede element fra rutil og ilmenit, og i 1910 udviklede en kemiker ved navn Matthew Hunter en metode til fremstilling af titaniummetal ved at blande rutil med koks og klor.Hunter -processen blev den første industrielle skala til produktion af dette metal.

I løbet af 1930'erne begyndte en videnskabsmand fra Luxembourg kaldet William Kroll at eksperimentere med titanium.I 1938 udviklede han det, der senere blev kendt som Kroll -metoden.Kroll flyttede til USA efter udbruddet af 2. verdenskrig, og hans proces til produktion af titaniummetal blev patenteret i USA i 1940. Patentet blev senere annulleret af den føderale regering, fordi Kroll ikke var en amerikansk statsborger.Han indgik i en syvårig juridisk kamp, der kulminerede med, at patentet blev genindført.

Kroll -processen begynder med at passere klorgas gennem rutil i en chlorinator.I løbet af den første fase af processen produceres titaniumtetrachlorid og chlorider fra malmen.Oxygen fjernes fra titaniumtetracholdire gennem en destillationsproces, og dette efterlader titaniumtetrachloridet i en flydende form.Forskere tilsætter flydende magnesium eller natrium til titan -tetrachloridet, og slutresultatet er en metallisk svamp.

Denne titan -svamp knuses og sættes derefter i en forbrugsbar elektrode -vakuumbueovn.Svampen smelter inde i ovnen, men i modsætning til andre metaller hældes den ikke, fordi den størkner i vakuumet.En titanium -ingot produceret under Kroll -processen kan veje på over 5.000 kg (5,51 ton).De flere trin i Kroll -processen betyder, at titanium er meget dyrere at fremstille end lignende typer metal, såsom stål.

Efter at have udviklet Kroll -processen brugte William Kroll en lignende teknik til at skabe zirkoniummetal.Både titanium og zirkonium bruges nu til at fremstille dele til rumfartøjer.Titanium, i modsætning til zirconium, er ikke en sundhedsfare og bruges derfor også til medicinske implantater.