El proceso Kroll es un método utilizado para convertir el mineral en metal titanio. Los ingenieros, las empresas de fabricación y las empresas médicas utilizan el titanio para una variedad de propósitos diferentes porque es tan fuerte como el acero pero más liviano. Se pueden encontrar trazas de titanio en minerales como el rutilo y la ilmenita, pero el proceso pirometalúrgico Kroll elimina las impurezas y produce un metal que se puede utilizar en implantes médicos, construcción y diseño de aviones.
El titanio fue descubierto en Gran Bretaña en 1791 por un hombre llamado William Gregor. Un científico alemán llamado Martin Heinrich Klaproth lo nombró en honor al dios griego Titán durante el mismo año. Los científicos comenzaron a desarrollar formas de extraer el elemento recién descubierto del rutilo y la ilmenita, y en 1910 un químico llamado Matthew Hunter desarrolló un método para producir titanio metálico mezclando rutilo con coque y cloro. El proceso Hunter se convirtió en el primer proceso a escala industrial para producir este metal.
Durante la década de 1930, un científico de Luxemburgo llamado William Kroll comenzó a experimentar con titanio. En 1938, desarrolló lo que más tarde se conoció como el método Kroll. Kroll se mudó a los Estados Unidos después del estallido de la Segunda Guerra Mundial, y su proceso para producir metal de titanio fue patentado en los Estados Unidos en 1940. La patente fue luego anulada por el gobierno federal porque Kroll no era ciudadano de los Estados Unidos. Entró en una batalla legal de siete años que culminó con el restablecimiento de la patente.
El proceso de Kroll comienza pasando cloro gaseoso a través del rutilo en un clorador. Durante la primera etapa del proceso, el tetracloruro de titanio y los cloruros se producen a partir del mineral. El oxígeno se elimina del tetracloruro de titanio mediante un proceso de destilación, y esto deja el tetracloruro de titanio en forma líquida. Los científicos agregan magnesio o sodio líquido al tetracloruro de titanio y el resultado final es una esponja metálica.
Esta esponja de titanio se tritura y luego se coloca en un horno de arco de vacío de electrodo consumible. La esponja se derrite dentro del horno pero, a diferencia de otros metales, no se vierte porque solidifica en el vacío. Un lingote de titanio producido durante el proceso Kroll puede pesar más de 5,000 kilogramos (5.51 toneladas). Los múltiples pasos del proceso Kroll significan que el titanio es mucho más caro de producir que tipos similares de metal, como el acero.
Después de desarrollar el proceso de Kroll, William Kroll utilizó una técnica similar para crear metal de circonio. Tanto el titanio como el circonio se utilizan ahora para fabricar piezas para naves espaciales. El titanio, a diferencia del circonio, no es un peligro para la salud y, por lo tanto, también se utiliza para implantes médicos.