Proces Krolla

Proces Krolla – pirometalurgiczny proces otrzymywania metalicznego tytanu. Został wstępnie opracowany przez Williama Krolla w 1940 roku w Luksemburgu. Po przeniesieniu się do Stanów Zjednoczonych, Kroll rozwinął proces w 1945 roku o ekstrakcję cyrkonu. Proces Krolla zastąpił w przemyśle proces Huntera – obecnie prawie cały tytan jest otrzymywany w procesie Krolla[1].

Proces

Oczyszczony rutyl (lub ilmenit) z rudy jest redukowany naftą oraz koksem w reaktorze fluidyzacyjnym w temperaturze 1000 °C. Następnie mieszany jest z gazowym chlorem – powstaje chlorek tytanu(IV) (TiCl
4
) oraz inne chlorki (zanieczyszczenia), które są usuwane przez destylację frakcyjną. Potem, w retorcie ze stali nierdzewnej TiCl
4
redukuje się magnezem (stosuje się 15–20% nadmiar reduktora). Reakcja przebiega następująco w temperaturze 800–850 °C[2]:

2Mg
(c)
+ TiCl
4

(g)
2MgCl
2

(c)
+ Ti
(s)

Problem stanowi uboczna reakcja redukcji tetrachlorku tytanu do jego niższych chlorków TiCl
2
i TiCl
3
. Chlorek magnezu (MgCl
2
) można ponownie zredukować do czystego magnezu. Otrzymana w procesie metaliczna gąbka tytanu może być oczyszczana przez ługowanie lub destylowana w próżni. Gąbka jest poddawana obróbce mechanicznej, a potem stapiana w próżniowym piecu łukowym. Odlane sztabki tytanowe krystalizują w próżni aby nie dopuścić do utlenienia. Otrzymany tytan jest około sześć razy droższy niż stal nierdzewna.

Przypisy

  1. EgonE. Wiberg EgonE., Inorganic Chemistry, NilsN. Wiberg (red.), Arnold FrederickA.F. Holleman (red.), San Diego: Academic Press, 2001, ISBN 0-12-352651-5, OCLC 48056955  (ang.).
  2. Handbook of Extractive Metallurgy, FathiF. Habashi (red.), Weinham: Wiley-VCH, 1997, OCLC 1184141499  (ang.).
Encyklopedie internetowe (proces metalurgiczny):