The Kroll process is a pyrometallurgical industrial process used to produce metallic titanium. It was invented by William J. Kroll in Luxembourg. After moving to the United States, Kroll further developed the method for the production of zirconium. The Kroll process replaced the Hunter process for almost all commercial production.

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  • Der Kroll-Prozess ist ein von William Justin Kroll erfundenes und im Jahr 1940 patentiertes Verfahren zur Gewinnung von technisch reinem Titan. Ilmenit (FeTiO3) ist wichtiger Ausgangsstoff für die Titanherstellung. Um aus dem Ilmenit Rutil (TiO2) herzustellen, wird im Lichtbogen mit Kohlenstoff reduziert. Das flüssige Eisen sammelt sich am Boden und wird von Zeit zu Zeit abgestochen. Häufig geht man industriell jedoch direkt vom natürlichen Rutil oder vom synthetischen Rutil (gewonnen durch HCl-Laugung von Ilmenit) aus. Früher hatten auch die Titanschlacken (s.u.) Bedeutung. TiO2 (siehe: Titandioxid) wird bei Temperaturen von 750–1000 °C mit Chlor und Koks zu Titantetrachlorid (Titan(IV)-chlorid) umgesetzt (reduzierende Chlorierung). Das Titanchlorid wird durch fraktionierte Destillation und meist u.a. einer Vanadiumentfernung von den im Erz vorhandenen Verunreinigungen getrennt. Das Ausgangsmaterial für das Kroll-Verfahren ist reines Titantetrachlorid, das ohnehin in sehr großen Mengen für die Weißpigmentherstellung zur Verfügung steht. Das reine TiCl4 wird mit Magnesium bei Temperaturen von ca. 800–900 °C unter einer Schutzgasatmosphäre (Helium, Argon) zum metallischen Titan reduziert. Das Magnesiumchlorid (MgCl2) wird in der Hauptmenge diskontinuierlich abgestochen. Aufgrund des Prinzips vom kleinsten Zwang wird dadurch immer mehr Titan nachgebildet. Die eingeschlossenen Reste des Magnesiumchlorids sowie die Reste von nicht umgesetztem Magnesium, das im Überschuss vorgelegt wird, werden entweder mit Salzsäure aus dem Titanschwamm herausgelöst oder besser, da eine höhere Reinheit erzielt wird, mittels Vakuumdestillation entfernt. Das Krollverfahren liefert den sog. Titanschwamm, eine harte, poröse Masse, die nach der Vakuumdestillation aufwändig mittels Drehen oder anderen Zerspanungsverfahren aus der Prozessanlage herausgearbeitet werden muss. Früher erfolgte dies sogar mit dem Preßlufthammer. Ähnliches gilt für das Hunter-Verfahren. Weiterverarbeitung zu einem ersten technisch verwertbaren Produkt (Ingot): Dieser Titanschwamm muss anschließend zu meterlangen Abschmelzelektroden verpreßt werden (Durchmesser je nach Ofen typisch 500 bis 1200 mm), evtl. Legierungsbestandteile (wie Al, V) werden als Streifen außen angeschweißt. Meist ist ein dreifaches Umschmelzen in einem Vakuumlichtbogenofen erforderlich, um technisch verwendbare, homogene Titaningots (Gießbarren) zu erhalten. Als Wandmaterial ist infolge der hohen Reaktivität von heißem und flüssigen Titan ausschließlich wassergekühltes Kupfer einsetzbar. Nach dem älteren Hunter-Verfahren wird TiCl4 mit Na statt mit Mg umgesetzt.Sowohl das gebildete NaCl als auch MgCl2 sind thermodynamisch stabiler, die Reaktionen verlaufen praktisch vollständig und auch sehr exotherm. Technisches Titan (Grade 2) enthält bis zu 0,3 % Eisen sowie auch noch bis ca. 0,25 % Sauerstoff. Diese nach wie vor besonders aufwendige Herstellung unter Verbrauch von metallischem Magnesium bedingt auch den hohen Preis. Die Herstellung von reinerem Ti (in Kleinmengen) erfolgt - wie bei vielen anderen Metallen auch - über das Van-Arkel-de-Boer-Verfahren. (de)
  • Actualmente existen varios proyectos de refinado del titanio, como alternativa al método del Kroll, tradicionalmente utilizado desde 1937. El titanio no se encuentra libre en la Naturaleza. Los minerales que muestran una mayor concentración de este metal son el rutilo (TiO2) y la ilmenita (FeO·TiO2), además de la anatasa y la brookita (ambas son también TiO2). (es)
  • The Kroll process is a pyrometallurgical industrial process used to produce metallic titanium. It was invented by William J. Kroll in Luxembourg. After moving to the United States, Kroll further developed the method for the production of zirconium. The Kroll process replaced the Hunter process for almost all commercial production. (en)
  • Le procédé Kroll d'extraction du titane a été inventé par l'ingénieur métallurgiste d'origine luxembourgeoise Guillaume Kroll. C'est en 1932 que Guillaume Kroll utilise pour la première fois ce procédé pour extraire du titane, alors qu'il n'a pas encore émigré aux États-Unis pour fuir la montée du nazisme. Plus tard, il appliquera également ce procédé à l'extraction du zirconium. (fr)
  • Il processo Kroll è il più importante processo industriale per produrre titanio metallico. Si tratta di un processo pirometallurgico inventato nel Lussemburgo da William Justin Kroll nel 1940. Dopo essersi trasferito negli Stati Uniti, Kroll sviluppò ulteriormente il metodo per produrre zirconio. Il processo Kroll sostituì il processo Hunter in quasi tutta la produzione commerciale. (it)
  • クロール法(クロールほう)とは、乾式冶金工業において用いられる、チタンの製造工程である。ルクセンブルクでウィリアム・J・クロールが発明した。アメリカに移ったのち、クロールはさらにジルコニウム生産のための手法を開発した。クロール法は殆ど全ての商業生産においてハンター法に取って代わった。 (ja)
  • O processo Kroll na indústria metalúrgica é um processo utilizado para obter titânio metálico. Foi inventado em 1940 por William Justin Kroll que substituiu o método Hunter para toda a produção comercial. Em 1945 o processo Kroll foi modificado para produzir zircônio. O minério mais puro do titânio, rutilo (ou o mais impuro ilmenita), é combinado com coque de petróleo e clorado num reator de cama fluida a 100°C obtendo um produto de aspecto esponjoso, impuro, contendo tetracloreto de titânio (TiCl4), também conhecido como "tickle". 2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO O TiCl4 obtido é purificado através de contínuos processos de destilação fracionada. Os problemas neste estágio relacionam-se com a formação dos cloretos TiCl2 e TiCl3. Em um reator separado, o TiCl4 é reduzido de magnésio líquido (15-20 excesso%) em 800-850 ° C. 2 Mg (l) + TiCl4 (g) → 2 MgCl2 (l) + Ti (s) [T = ° C 800-850] (pt)
  • Proces Krolla – pirometalurgiczny proces otrzymywania metalicznego tytanu. Został wstępnie opracowany przez Williama Krolla w roku 1940 w Luksemburgu. Po przeniesieniu się do Stanów Zjednoczonych, Kroll rozwinął proces w 1945 o ekstrakcję cyrkonu. Proces Krolla zastąpił w przemyśle proces Huntera - obecnie prawie cały tytan jest otrzymywany w procesie Krolla. (pl)
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  • Actualmente existen varios proyectos de refinado del titanio, como alternativa al método del Kroll, tradicionalmente utilizado desde 1937. El titanio no se encuentra libre en la Naturaleza. Los minerales que muestran una mayor concentración de este metal son el rutilo (TiO2) y la ilmenita (FeO·TiO2), además de la anatasa y la brookita (ambas son también TiO2). (es)
  • The Kroll process is a pyrometallurgical industrial process used to produce metallic titanium. It was invented by William J. Kroll in Luxembourg. After moving to the United States, Kroll further developed the method for the production of zirconium. The Kroll process replaced the Hunter process for almost all commercial production. (en)
  • Le procédé Kroll d'extraction du titane a été inventé par l'ingénieur métallurgiste d'origine luxembourgeoise Guillaume Kroll. C'est en 1932 que Guillaume Kroll utilise pour la première fois ce procédé pour extraire du titane, alors qu'il n'a pas encore émigré aux États-Unis pour fuir la montée du nazisme. Plus tard, il appliquera également ce procédé à l'extraction du zirconium. (fr)
  • Il processo Kroll è il più importante processo industriale per produrre titanio metallico. Si tratta di un processo pirometallurgico inventato nel Lussemburgo da William Justin Kroll nel 1940. Dopo essersi trasferito negli Stati Uniti, Kroll sviluppò ulteriormente il metodo per produrre zirconio. Il processo Kroll sostituì il processo Hunter in quasi tutta la produzione commerciale. (it)
  • クロール法(クロールほう)とは、乾式冶金工業において用いられる、チタンの製造工程である。ルクセンブルクでウィリアム・J・クロールが発明した。アメリカに移ったのち、クロールはさらにジルコニウム生産のための手法を開発した。クロール法は殆ど全ての商業生産においてハンター法に取って代わった。 (ja)
  • Proces Krolla – pirometalurgiczny proces otrzymywania metalicznego tytanu. Został wstępnie opracowany przez Williama Krolla w roku 1940 w Luksemburgu. Po przeniesieniu się do Stanów Zjednoczonych, Kroll rozwinął proces w 1945 o ekstrakcję cyrkonu. Proces Krolla zastąpił w przemyśle proces Huntera - obecnie prawie cały tytan jest otrzymywany w procesie Krolla. (pl)
  • Der Kroll-Prozess ist ein von William Justin Kroll erfundenes und im Jahr 1940 patentiertes Verfahren zur Gewinnung von technisch reinem Titan. Ilmenit (FeTiO3) ist wichtiger Ausgangsstoff für die Titanherstellung. Um aus dem Ilmenit Rutil (TiO2) herzustellen, wird im Lichtbogen mit Kohlenstoff reduziert. Das flüssige Eisen sammelt sich am Boden und wird von Zeit zu Zeit abgestochen. Häufig geht man industriell jedoch direkt vom natürlichen Rutil oder vom synthetischen Rutil (gewonnen durch HCl-Laugung von Ilmenit) aus. Früher hatten auch die Titanschlacken (s.u.) Bedeutung. (de)
  • O processo Kroll na indústria metalúrgica é um processo utilizado para obter titânio metálico. Foi inventado em 1940 por William Justin Kroll que substituiu o método Hunter para toda a produção comercial. Em 1945 o processo Kroll foi modificado para produzir zircônio. O minério mais puro do titânio, rutilo (ou o mais impuro ilmenita), é combinado com coque de petróleo e clorado num reator de cama fluida a 100°C obtendo um produto de aspecto esponjoso, impuro, contendo tetracloreto de titânio (TiCl4), também conhecido como "tickle". 2 FeTiO3 + 7 Cl2 + 6 C → 2 TiCl4 + 2 FeCl3 + 6 CO (pt)
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  • Kroll-Prozess (de)
  • Kroll process (en)
  • Método de Kroll (es)
  • Procédé Kroll (fr)
  • Processo Kroll (it)
  • クロール法 (ja)
  • Proces Krolla (pl)
  • Processo Kroll (pt)
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