Войти
Процесс Кролла - это пиром таллургический промышленный процесс, используемый для производства металлического титана из тетрахлорида титана. Процесс Кролла заменил процесс Хантера почти для всего коммерческого производства.
В процессе Кролла TiCl 4 восстанавливается жидким магнием с образованием металлического титана:
Восстановление проводится при 800–850 ° C в нержавеющей стали реторта. Осложнения возникают в результате частичного восстановления TiCl 4 с образованием низших хлоридов TiCl 2 и TiCl 3. MgCl 2 может быть далее очищается обратно до магния. Полученная пористая металлическая титановая губка очищается с помощью выщелачивания или вакуумной перегонки. Губка измельчается, и прессуется перед плавкой в вакуумной дуговой печи с расходуемым угольным электродом. Расплавленному слитку дают затвердеть в вакууме. Его часто переплавляют для удаления включений и обеспечения однородности. Эти этапы плавления увеличивают стоимость продукта. Титан примерно в шесть раз дороже нержавеющей стали.
В процессе Хантера, который не является коммерческим, TiCl 4 из хлоридного процесса восстанавливается до металла с помощью натрия.
Процесс был изобретен в 1940 году Уильямом Дж. Кроллом в Люксембурге. После переезда в США компания Kroll разработала метод производства циркония. Многие методы применялись для производства металлического титана, начиная с отчета 1887 года Нильсена и Петтерсена об использовании натрия, который был оптимизирован в коммерческий процесс Хантера. В 1920-х годах Ван Аркель описал термическое разложение тетраиодида титана с получением высокочистого титана. Было обнаружено, что тетрахлорид титана восстанавливается водородом при высоких температурах с образованием гидридов, которые можно термически обработать до чистого металла. Исходя из этого, компания Kroll разработала как новые восстановители, так и новое устройство для восстановления тетрахлорида титана. Его высокая реакционная способность по отношению к следовым количествам воды и других оксидов металлов создает проблемы. Значительный успех пришел с использованием кальция в качестве восстановителя, но полученная смесь все еще содержала значительные оксидные примеси. Как сообщили Электрохимическому обществу в Оттаве, большой успех был достигнут при использовании магния при 1000 ° C с использованием реактора, плакированного молибденом. Титан Kroll был очень пластичным, что отражало его высокую чистоту. Процесс Кролла вытеснил процесс Хантера и продолжает оставаться доминирующей технологией для производства металлического титана, а также движущей силой большей части мирового производства металлического магния.
Другие технологии конкурируют с процессом Кролла. Один процесс включает электролиз расплава соли. Проблемы с этим процессом включают «окислительно-восстановительный цикл», выход из строя диафрагмы и отложение дендритов в растворе электролита. Другой процесс, Кембриджский процесс FFC, был запатентован для твердого электролитического раствора, и его реализация исключает обработку титановой губкой. Также в разработке пирометаллургический способ, который включает восстановление промежуточной формы титана алюминием. Он сочетает в себе преимущества пирометаллургии и дешевый восстановитель.
