Procesul Kroll

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare

Procesul Kroll este cel mai important proces industrial pentru producerea titanului metalic. [1] Este un proces pirometalurgic inventat în Luxemburg de William Justin Kroll în 1940. [2] După mutarea în Statele Unite, Kroll a dezvoltat în continuare metoda de producere a zirconiului . Procesul Kroll a înlocuit procesul Hunter în aproape toată producția comercială. [3]

Procesul

Minereul rafinat ( rutil sau ilmenit ) este redus într-un reactor cu pat fluidizat la 1000 ° C cu cocs derivat din petrol . Amestecul este apoi tratat cu gazos clor , obținerea de tetraclorură de titan , TiCI4 și alte cloruri volatile, care sunt apoi separate cu un proces continuu de distilare fracționată . TiCI4 este trimis într - un reactor separat din oțel inoxidabil, în cazul în care acesta este redus cu lichid de magneziu sau de sodiu (cu un exces de 15-20%) la 800-850 ° C într - o atmosferă de argon: [4]

2Mg (l) + TiCl 4 (g) → 2MgCl 2 (l) + Ti (s)

Procesul este complicat prin reducerea parțială a titanului care formează de asemenea TiCI2 și TiCI3 . Clorura de magneziu poate fi reciclată în magneziu prin metode electrolitice. Titanul se obține sub forma unui burete poros, care este purificat prin distilare sub vid și apoi topit sub vid într-un cuptor cu arc electric . Lingourile produse sunt adesea retopite, întotdeauna sub vid, pentru a elimina incluziunile și pentru a asigura uniformitatea produsului. [5] Întregul proces este foarte scump; titanul este de aproximativ șase ori mai scump decât oțelul inoxidabil.

Note istorice și evoluții ulterioare

Multe metode au fost utilizate pentru obținerea titanului metalic, începând cu cea descrisă în 1887 de Lars Fredrik Nilson și Otto Pettersson folosind sodiu și care, atunci când a fost optimizată, a condus la utilizarea comercială a procesului Hunter . În jurul anului 1920, Anton Eduard van Arkel a descris cum se obține titanul pur prin descompunerea tetraiodurii de titan . Se știa, de asemenea, că tetraclorura de titan este redusă la temperatură ridicată cu hidrogen , formând hidruri care pot fi transformate termic în metal pur. Cu aceste ipoteze, Kroll a dezvoltat atât noi agenți reducători, cât și un nou echipament pentru reducerea TiCl 4 , un compus foarte reactiv în prezența urmelor de apă sau a altor oxizi metalici. S-a obținut un succes semnificativ folosind calciul ca agent reducător, dar metalul rezultat conținea încă impurități de oxid. [6] S-a obținut un succes mai mare folosind magneziu la 1000 ° C cu un reactor acoperit cu molibden, așa cum a fost descris Societății de Electrochimie din Ottawa în 1940. [2] Titanul astfel produs a fost foarte ductil ca urmare a purității sale ridicate. Procesul Kroll a înlocuit procesul Hunter și continuă să fie tehnologia primară pentru producerea titanului metalic, precum și pentru absorbția majorității producției mondiale de magneziu metalic.

Există alte tehnologii care luptă pentru primatul procesului Kroll. Un proces folosește electroliza sărurilor topite. Dificultățile acestui proces includ „reciclarea redox”, defecțiunea diafragmei și depunerea dendritelor în soluția de electroliți. Un alt proces, numit procesul FFC Cambridge , [7] a fost brevetat pentru o soluție solidă de electroliți, iar implementarea acestuia ar elimina prelucrarea buretelui din titan. Există, de asemenea, o cale pirometalurgică în curs de dezvoltare care implică reducerea cu aluminiu a unei forme intermediare de titan. Această metodă combină avantajele pirometalurgiei și utilizarea unui agent reductor economic.

Notă

  1. ^ Greenwood și Earnshaw (1997)
  2. ^ a b Kroll 1940
  3. ^ Holleman și Wiberg 2001
  4. ^ Habashi 1998
  5. ^ Enghag 2004
  6. ^ Kroll 1937
  7. ^ Chen și colab. 2000

Bibliografie

linkuri externe

Chimie Portalul chimiei : portalul științei compoziției, proprietăților și transformărilor materiei
Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Processo_Kroll&oldid=121936163 ”