Kroll-Verfahren

Der Kroll-Prozess ist ein von William Justin Kroll im Jahr 1940 erfundenes Verfahren zur Gewinnung von 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.

$\mathrm{ FeTiO_3 + C \ \longrightarrow \ Fe + TiO_2 +\ CO }$

TiO₂ (siehe: Titandioxid) wird bei Temperaturen von 750–1000 °C mit Chlor und Koks zu Titantetrachlorid (Titan(IV)-chlorid) umgesetzt.

$\mathrm{ TiO_2\ + 2\ C + 2\ Cl_2 \ \longrightarrow \ TiCl_4 +\ 2\ CO }$

Nach Reinigung (Destillation) wird das TiCl₄ mit Magnesium bei Temperaturen von ca. 800–900 °C unter einer Schutzgasatmosphäre (Helium, Argon) zum metallischen Titan reduziert.

$\mathrm{ TiCl_4\ + 2\ Mg \ \longrightarrow \ Ti +\ 2\ MgCl_2}$

Das Magnesiumchlorid (MgCl₂) und Reste von nicht umgesetztem Magnesium werden entweder mit Salzsäure aus dem Titan herausgelöst oder durch Vakuumdestillation entfernt. Nach dem Hunter-Verfahren wird TiCl₄ mit Na statt mit Mg umgesetzt. Das gebildete NaCl ist thermodynamisch stabiler und zieht das Gleichgewicht der Reaktion auf die Seite der Endprodukte.

Die Herstellung von reinem Ti erfolgt über das Van-Arkel-de-Boer-Verfahren.