Kroll -prosessi on menetelmä, jota käytetään malmin muuttamiseen titaanimetalliksi. Insinöörit, valmistusyritykset ja lääketieteelliset yritykset käyttävät titaania eri tarkoituksiin, koska se on yhtä vahvaa kuin teräs, mutta on kevyempää. Titaaninjälkiä löytyy mineraaleista, kuten rutiilista ja ilmeniitistä, mutta pyrometallurginen Kroll -prosessi poistaa epäpuhtaudet ja tuottaa metallin, jota voidaan käyttää lääketieteellisissä implantteissa, rakentamisessa ja lentokoneiden suunnittelussa.
Titaanin löysi Iso -Britanniasta vuonna 1791 mies nimeltä William Gregor. Saksalainen tiedemies nimeltä Martin Heinrich Klaproth nimesi sen kreikkalaisen jumalan Titanin mukaan samana vuonna. Tiedemiehet alkoivat kehittää tapoja erottaa äskettäin löydetty alkuaine rutiilista ja ilmeniitistä, ja vuonna 1910 kemisti Matthew Hunter kehitti menetelmän titaanimetallin valmistamiseksi sekoittamalla rutiili koksiin ja klooriin. Hunter -prosessista tuli ensimmäinen teollinen mittakaavaprosessi tämän metallin valmistamiseksi.
1930 -luvulla luxemburgilainen tiedemies nimeltä William Kroll alkoi kokeilla titaania. Vuonna 1938 hän kehitti myöhemmin tunnetun Kroll -menetelmän. Kroll muutti Yhdysvaltoihin toisen maailmansodan puhkeamisen jälkeen, ja hänen titaanimetallin valmistusprosessinsa patentoitiin Yhdysvalloissa vuonna 1940. Liittohallitus mitätöi patentin myöhemmin, koska Kroll ei ollut Yhdysvaltain kansalainen. Hän aloitti seitsemän vuoden oikeudellisen taistelun, joka huipentui patentin palauttamiseen.
Kroll -prosessi alkaa johtamalla kloorikaasua rutiilin läpi klooraattorissa. Prosessin ensimmäisessä vaiheessa malmista valmistetaan titaanitetrakloridia ja klorideja. Happi poistetaan titaanitetrakolderista tislausprosessin avulla, jolloin titaanitetrakloridi jää nestemäiseksi. Tutkijat lisäävät titaanitetrakloridiin nestemäistä magnesiumia tai natriumia, ja lopputuloksena on metallinen sieni.
Tämä titaanisieni murskataan ja laitetaan sitten kulutuselektrodin tyhjiökaariuuniin. Sieni sulaa uunin sisällä, mutta toisin kuin muut metallit, sitä ei kaadeta, koska se kiinteytyy tyhjiössä. Kroll -prosessin aikana valmistettu titaaniharko voi painaa yli 5,000 kiloa (5.51 tonnia). Kroll -prosessin useiden vaiheiden ansiosta titaani on paljon kalliimpaa valmistaa kuin vastaavat metallityypit, kuten teräs.
Kroll -prosessin kehittämisen jälkeen William Kroll käytti samanlaista tekniikkaa zirkoniummetallin luomiseen. Sekä titaania että zirkoniumia käytetään nyt avaruusalusten osien valmistukseen. Titaani, toisin kuin zirkonium, ei ole terveydelle vaarallinen, ja siksi sitä käytetään myös lääketieteellisiin implantteihin.