Método de Kroll

Mineral de titanio.

Actualmente existen varios proyectos de refinado del titanio, como alternativa al método de 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).

Historia

El doctor Wilhelm Kroll, en asociación con Siemens y Helske, desarrolló un proceso para la obtención de titanio consistente en la reducción del compuesto tetracloruro de titanio con magnesio molido, en una atmósfera de argón para evitar la oxidación. Este fue el primer proceso que permitió la obtención de cantidades apreciables de titanio puro, y se sigue utilizando mayoritariamente en la actualidad.

Pasos del proceso

El proceso consta de los siguientes pasos:

• Obtención de tetracloruro de titanio por cloración a 800 °C, en presencia de carbono, mediante la reacción:

Se purifica el tetracloruro de titanio mediante destilación fraccionada. Se reduce el TiCl₄ con magnesio o sodio molido en una atmósfera inerte, con la reacción:

El titanio forma una esponja en la pared del reactor, la cual se purifica por lixiviación con ácido clorhídrico diluido. El MgCl₂ se recicla electrolíticamente.

Se compacta la esponja resultante. Si se reduce el TiCl₄ mediante sodio en lugar de magnesio, la esponja resultante es granular, lo que facilita el proceso de compactación. Se funde la esponja en un horno con un crisol de cobre refrigerado, mediante un arco eléctrico de electrodo consumible en una atmósfera inerte. Se realiza un primer procesado, en el cual los lingotes se convierten en productos generales de taller.

Se realiza un segundo procesado, en el que se obtienen las formas acabadas de los productos realizados.

Investigaciones

• Otro método, desarrollado con posterioridad, se basa en la purificación del titanio mediante

descomposición con yodo, pero es poco usado industrialmente, y se usa básicamente para la preparación de titanio de muy alta pureza para investigación.

• Como una alternativa para paliar el alto precio que supone el refinado del titanio , ya se han realizado algunos estudios para acceder más fácilmente al uso del metal. En la Universidad de Cambridge, un grupo de investigadores liderados por Derek Fray estaban dedicados a purificar titanio metálico eliminando trazas de óxidos o rutilo, cuando observaron que este óxido se convertía de color blanco a gris metálico, generando una capa de titanio metálico. Ese fue el comienzo del nuevo proceso conocido como FFC de Cambridge. Este método ofrece innegables ventajas sobre el proceso Kroll que se utiliza tradicionalmente desde 1930 y que presenta serias limitaciones de operación que encarecen el costo de producción del titanio metálico.^[1]

Referencias y bibliografía

1. ↑ Metalurgia del titanio