Proces Kroll to metoda wykorzystywana do przetwarzania rudy w metaliczny tytan. Inżynierowie, firmy produkcyjne i firmy medyczne używają tytanu do różnych celów, ponieważ jest on tak wytrzymały jak stal, ale jest lżejszy. Ślady tytanu można znaleźć w minerałach, takich jak rutyl i ilmenit, ale proces pirometalurgiczny Krolla usuwa zanieczyszczenia i wytwarza metal, który można wykorzystać w implantach medycznych, konstrukcji i projektowaniu samolotów.
Tytan został odkryty w Wielkiej Brytanii w 1791 roku przez niejakiego Williama Gregora. Niemiecki naukowiec Martin Heinrich Klaproth nazwał go w tym samym roku na cześć greckiego boga Tytana. Naukowcy zaczęli opracowywać sposoby ekstrakcji nowo odkrytego pierwiastka z rutylu i ilmenitu, aw 1910 chemik Matthew Hunter opracował metodę wytwarzania metalicznego tytanu przez zmieszanie rutylu z koksem i chlorem. Proces Huntera stał się pierwszym procesem na skalę przemysłową do produkcji tego metalu.
W latach 1930. XX wieku naukowiec z Luksemburga, William Kroll, zaczął eksperymentować z tytanem. W 1938 r. opracował metodę znaną później jako metoda Krolla. Kroll przeniósł się do Stanów Zjednoczonych po wybuchu II wojny światowej, a jego proces produkcji metalicznego tytanu został opatentowany w Stanach Zjednoczonych w 1940 roku. Patent został później unieważniony przez rząd federalny, ponieważ Kroll nie był obywatelem Stanów Zjednoczonych. Wdał się w siedmioletnią batalię prawną, której kulminacją było przywrócenie patentu.
Proces Kroll rozpoczyna się od przepuszczenia gazowego chloru przez rutyl w chloratorze. W pierwszym etapie procesu z rudy powstaje czterochlorek i chlorki tytanu. Tlen jest usuwany z czterochlorku tytanu w procesie destylacji, co pozostawia czterochlorek tytanu w postaci ciekłej. Naukowcy dodają płynny magnez lub sód do czterochlorku tytanu, a efektem końcowym jest metaliczna gąbka.
Ta gąbka tytanowa jest kruszona, a następnie umieszczana w próżniowym piecu łukowym z elektrodami eksploatacyjnymi. Gąbka topi się wewnątrz pieca, ale w przeciwieństwie do innych metali nie jest wylewana, ponieważ krzepnie w próżni. Wlewek tytanowy wyprodukowany w procesie Kroll może ważyć ponad 5,000 kilogramów (5.51 tony). Wieloetapowy proces Kroll oznacza, że produkcja tytanu jest znacznie droższa niż podobnych rodzajów metalu, takich jak stal.
Po opracowaniu procesu Kroll, William Kroll zastosował podobną technikę do tworzenia metalu cyrkonowego. Zarówno tytan, jak i cyrkon są obecnie używane do produkcji części statków kosmicznych. Tytan, w przeciwieństwie do cyrkonu, nie stanowi zagrożenia dla zdrowia, dlatego jest również stosowany do implantów medycznych.