Le procédé a été inventé en 1940 par William J. Kroll au Luxembourg. Après avoir déménagé aux États-Unis, Kroll a développé la méthode de production de zirconium. De nombreuses méthodes ont été appliquées à la production de titane métallique, à commencer par un rapport de 1887 de Nilsen et Pettersen utilisant du sodium, qui a été optimisé pour le procédé commercial Hunter. Dans les années 1920, van Arkel avait décrit la décomposition thermique du tétraiodure de titane pour donner du titane très pur. On a constaté que le tétrachlorure de titane se réduisait avec l’hydrogène à haute température pour donner des hydrures pouvant être traités thermiquement en métal pur. Dans ce contexte, Kroll a développé à la fois de nouveaux réducteurs et de nouveaux appareils pour la réduction du tétrachlorure de titane. Sa grande réactivité vis-à-vis des quantités infimes d’eau et d’autres oxydes métalliques présentait des défis. Un succès significatif est venu avec l’utilisation du calcium comme réducteur, mais le mélange résultant contenait encore d’importantes impuretés d’oxyde. Succès majeur de l’utilisation du magnésium à 1000 °C à l’aide d’un réacteur revêtu de molybdène, tel que rapporté à la Société électrochimique d’Ottawa. Le titane de Kroll était très ductile, reflétant sa grande pureté. Le procédé Kroll a remplacé le procédé Hunter et continue d’être la technologie dominante pour la production de titane métallique, tout en conduisant la majorité de la production mondiale de magnésium métallique.
Technologies concurrentesmodifier
D’autres technologies sont en concurrence avec le procédé Kroll. Un procédé implique l’électrolyse d’un sel fondu. Les problèmes liés à ce processus incluent le « recyclage redox », la défaillance du diaphragme et le dépôt dendritique dans la solution d’électrolyte. Un autre procédé, le procédé FFC Cambridge, a été breveté pour une solution électrolytique solide, et sa mise en œuvre éliminerait le traitement de l’éponge de titane. Une voie pyrométallurgique qui implique la réduction d’une forme intermédiaire de titane avec de l’aluminium est également en développement. Il combine les avantages de la pyrométallurgie et d’un réducteur bon marché.
Le procédé de Réduction Magnésiothermique Assistée par hydrogène (« HAMR ») réduit le TiO2 avec du magnésium et de l’hydrogène pour former du TiH2. Le TiH2 est ensuite transformé en titane métallique.
