Il processo è stato inventato nel 1940 da William J. Kroll in Lussemburgo. Dopo essersi trasferito negli Stati Uniti, Kroll ha ulteriormente sviluppato il metodo per la produzione di zirconio. Molti metodi sono stati applicati alla produzione di titanio metallo, a partire da un rapporto nel 1887 da Nilsen e Pettersen utilizzando sodio, che è stato ottimizzato nel processo commerciale Hunter. Nel 1920 van Arkel aveva descritto la decomposizione termica del tetraioduro di titanio per dare titanio altamente puro. Tetracloruro di titanio è stato trovato per ridurre con idrogeno ad alte temperature per dare idruri che possono essere trattati termicamente al metallo puro. Con questo background, Kroll ha sviluppato sia nuovi riduttanti che nuovi apparecchi per la riduzione del tetracloruro di titanio. La sua elevata reattività verso tracce di acqua e altri ossidi metallici ha presentato sfide. Un successo significativo è arrivato con l’uso del calcio come riducente, ma la miscela risultante conteneva ancora significative impurità di ossido. Grande successo utilizzando magnesio a 1000 °C utilizzando un reattore rivestito di molibdeno, come riportato alla Electrochemical Society di Ottawa. Il titanio di Kroll era altamente duttile riflettendo la sua elevata purezza. Il processo Kroll ha spostato il processo Hunter e continua ad essere la tecnologia dominante per la produzione di metallo di titanio, oltre a guidare la maggior parte della produzione mondiale di metallo di magnesio.
Tecnologie competentimodifica
Altre tecnologie sono in concorrenza con il processo Kroll. Un processo comporta l’elettrolisi di un sale fuso. I problemi con questo processo includono il “riciclaggio redox”, il guasto del diaframma e la deposizione dendritica nella soluzione elettrolitica. Un altro processo, il processo FFC Cambridge, è stato brevettato per una soluzione elettrolitica solida e la sua implementazione eliminerebbe la lavorazione della spugna di titanio. Anche in sviluppo è una via pirometallurgica che comporta la riduzione di una forma intermedia di titanio con alluminio. Combina i vantaggi della pirometallurgia e un riducente economico.
Il processo di riduzione magnesiotermica assistita da idrogeno (“HAMR”) riduce TiO2 con magnesio e idrogeno per formare TiH2. Il TiH2 viene ulteriormente trasformato in metallo titanio.
