kroll işlemi ne demek?

Kroll prosesi, titanyum metalinin endüstriyel ölçekte üretimi için kullanılan bir pirometalurjik işlemdir. Wilhelm Kroll tarafından 1930'larda geliştirilmiştir ve günümüzde titanyum üretiminde yaygın olarak kullanılan temel yöntemdir.

İşlemin Temel Adımları:

Titanyum Tetraklorür (TiCl₄) Üretimi: İlk adım, titanyum dioksit (TiO₂) cevherinin klor gazı ve kok ile yüksek sıcaklıkta reaksiyona sokulmasıyla titanyum tetraklorür (TiCl₄) üretmektir.
- TiO₂ + 2Cl₂ + 2C → TiCl₄ + 2CO
İndirgeme: Titanyum tetraklorür (TiCl₄) daha sonra inert bir atmosferde (genellikle argon) magnezyum (Mg) veya sodyum (Na) ile indirgenir. Bu işlem, metalik titanyum ve metal klorür (MgCl₂ veya NaCl) oluşturur.
- TiCl₄ + 2Mg → Ti + 2MgCl₂ (Magnezyum indirgemesi)
- TiCl₄ + 4Na → Ti + 4NaCl (Sodyum indirgemesi)
Ayrıştırma: Elde edilen titanyum süngeri, metal klorür ve fazla indirgeyici ajan içerir. Bu nedenle, süngerin vakum damıtma veya liçleme gibi işlemlerle saflaştırılması gerekir. Vakum damıtma işleminde, yüksek sıcaklıkta vakum uygulanarak MgCl₂ buharlaştırılır ve uzaklaştırılır.
Konsolidasyon: Saflaştırılmış titanyum süngeri genellikle ergitilerek külçe veya diğer formlara dönüştürülür. Bu işlem, genellikle vakum ark eritme (VAR) veya elektron ışın eritme (EBM) gibi yöntemlerle gerçekleştirilir.

Kroll Prosesinin Avantajları:

Yüksek saflıkta titanyum üretimi sağlar.
Ticari olarak uygulanabilirliği kanıtlanmıştır.

Kroll Prosesinin Dezavantajları:

Yüksek maliyetli bir işlemdir. Bunun nedeni, kullanılan reaktiflerin (özellikle magnezyum veya sodyum) maliyeti ve işlemin enerji yoğun olmasıdır.
Parti usulü bir işlemdir, yani sürekli üretim için uygun değildir.
Metal klorür atıkları çevre sorunlarına neden olabilir.

Alternatif Prosesler:

Kroll prosesine alternatif olarak, FFC Cambridge prosesi gibi elektrolitik yöntemler ve hidrojen indirgemesi gibi araştırmalar devam etmektedir. Ancak, bu yöntemler henüz Kroll prosesi kadar yaygın olarak kullanılmamaktadır.