Das Verfahren wurde 1940 von William J. Kroll in Luxemburg erfunden. Nach dem Umzug in die USA entwickelte Kroll die Methode zur Herstellung von Zirkonium weiter. Viele Methoden wurden auf die Herstellung von Titanmetall angewendet, beginnend mit einem Bericht von Nilsen und Pettersen aus dem Jahr 1887 unter Verwendung von Natrium, der in den kommerziellen Hunter-Prozess optimiert wurde. In den 1920er Jahren hatte van Arkel die thermische Zersetzung von Titantetrajodid zu hochreinem Titan beschrieben. Es wurde festgestellt, dass Titantetrachlorid bei hohen Temperaturen mit Wasserstoff zu Hydriden reduziert, die thermisch zum reinen Metall verarbeitet werden können. Vor diesem Hintergrund entwickelte Kroll sowohl neue Reduktionsmittel als auch neue Apparate zur Reduktion von Titantetrachlorid. Seine hohe Reaktivität gegenüber Spuren von Wasser und anderen Metalloxiden stellte Herausforderungen dar. Ein signifikanter Erfolg kam mit der Verwendung von Calcium als Reduktionsmittel, aber die resultierende Mischung enthielt immer noch signifikante Oxidverunreinigungen. Großer Erfolg bei der Verwendung von Magnesium bei 1000 ° C unter Verwendung eines molybdänummantelten Reaktors, wie der Electrochemical Society in Ottawa berichtet. Krolls Titan war aufgrund seiner hohen Reinheit sehr duktil. Das Kroll-Verfahren verdrängte das Hunter-Verfahren und ist nach wie vor die dominierende Technologie für die Herstellung von Titanmetall und treibt den Großteil der weltweiten Produktion von Magnesiummetall an.
Konkurrierende Technologienbearbeiten
Andere Technologien konkurrieren mit dem Kroll-Prozess. Ein Prozess beinhaltet die Elektrolyse eines geschmolzenen Salzes. Zu den Problemen bei diesem Prozess gehören das „Redox-Recycling“, das Versagen der Membran und die dendritische Ablagerung in der Elektrolytlösung. Ein anderes Verfahren, das FFC Cambridge-Verfahren, wurde für eine festelektrolytische Lösung patentiert, und seine Implementierung würde die Titanschwamm-Verarbeitung eliminieren. Ebenfalls in der Entwicklung ist ein pyrometallurgischer Weg, der die Reduktion einer Zwischenform von Titan mit Aluminium beinhaltet. Es kombiniert die Vorteile der Pyrometallurgie und eines billigen Reduktionsmittels.
Das Hydrogen Assisted Magnesiothermic Reduction („HAMR“) Verfahren reduziert TiO2 mit Magnesium und Wasserstoff zu TiH2. Das TiH2 wird zu Titanmetall weiterverarbeitet.
