กระบวนการKrollเป็น กระบวนการทางอุตสาหกรรม โลหะวิทยาความร้อนที่ใช้ในการผลิตโลหะไทเทเนียมจากไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ตั้งแต่ปี 2001 กระบวนการของWilliam Justin Kroll ได้เข้ามาแทนที่ กระบวนการ Hunterในการผลิตเชิงพาณิชย์เกือบทั้งหมด^{[ 1 ]}

ในกระบวนการครอลล์ ไทเทเนียมเตตระคลอไรด์จะถูกรีดิวซ์ด้วยแมกนีเซียม เหลว เพื่อให้ได้โลหะไทเทเนียม:

${\displaystyle {\ce {{TiCl4}+2{Mg}->[825~^{\circ }\mathrm {C} ]{Ti}+2{MgCl2}}}}$

การรีดิวซ์จะดำเนินการที่อุณหภูมิ 800–850 °C ในเตาเผาสแตนเล ส ^{[ 2 ] [ 3 ]}ภาวะแทรกซ้อนเกิดขึ้นจากการรีดิวซ์ TiCl ₄ บางส่วน ทำให้เกิดคลอไรด์ที่ต่ำกว่าคือTiCl ₂และTiCl ₃ MgCl ₂สามารถกลั่นกลับไปเป็นแมกนีเซียมได้อีก

ฟองน้ำโลหะไทเทเนียมที่มีรูพรุนที่ได้จะถูกทำให้บริสุทธิ์โดยการชะล้างหรือการกลั่นแบบสุญญากาศฟองน้ำจะถูกบดและอัดก่อนที่จะหลอมในเตาหลอม สุญญากาศแบบใช้ขั้วไฟฟ้าสิ้นเปลือง “โดยเติมอาร์กอน บริสุทธิ์ ที่ผ่านการดักจับด้วยความดันสูงพอที่จะหลีกเลี่ยงการปล่อยประจุเรืองแสง” ^{[ 4 ]}แท่งโลหะที่หลอมเหลวจะถูกปล่อยให้แข็งตัวภายใต้สุญญากาศมักจะนำไปหลอมใหม่เพื่อกำจัดสิ่งเจือปนและเพื่อให้แน่ใจว่ามีความสม่ำเสมอ ขั้นตอนการหลอมเหล่านี้เพิ่มต้นทุนของผลิตภัณฑ์ ไทเทเนียมมีราคาแพงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมประมาณหกเท่า: Potter ตั้งข้อสังเกตในปี 2023 ว่า “ไทเทเนียมนั้นยากและมีราคาแพงในการจัดการโดยพื้นฐาน การเปลี่ยนแท่งไทเทเนียมให้เป็นแท่งและแผ่นเป็นเรื่องท้าทายเนื่องจากปฏิกิริยาของไทเทเนียม: มันดูดซับสิ่งเจือปนได้ง่าย ทำให้ต้อง “กำจัดและตัดแต่งพื้นผิวบ่อยครั้งเพื่อกำจัดข้อบกพร่องของพื้นผิว” ซึ่ง “มีราคาแพงและทำให้สูญเสียผลผลิตอย่างมาก”” กระบวนการที่เกี่ยวข้องที่เปลี่ยนฟองน้ำของ Kroll ให้เป็นโลหะที่มีประโยชน์นั้น “เปลี่ยนแปลงไปเพียงเล็กน้อยตั้งแต่ทศวรรษ 1950” ^{[ 5 ]}

มีการนำวิธีการต่างๆ มาใช้ในการผลิตโลหะไทเทเนียม โดยเริ่มจากรายงานในปี พ.ศ. 2430 โดย Nilsen และ Pettersen ที่ใช้โซเดียม ซึ่งได้รับการปรับปรุงให้เหมาะสมจนกลายเป็นกระบวนการ Hunter เชิงพาณิชย์ ในกระบวนการนี้ (ซึ่งเลิกใช้ในเชิงพาณิชย์ในช่วงปี พ.ศ. 2533) TiCl4 _จะถูกรีดิวซ์เป็นโลหะโดยโซเดียม^{[ 3 ]}

ในช่วงทศวรรษ 1920 แอนตัน เอดูอาร์ด ฟาน อาร์เคลซึ่งทำงานให้กับบริษัทฟิลิปส์ เอ็นวีได้อธิบายถึงการสลายตัวด้วยความร้อนของไทเทเนียมเตตระไอโอไดด์เพื่อให้ได้ไทเทเนียมที่มีความบริสุทธิ์สูง

พบว่าไทเทเนียมเตตระคลอไรด์สามารถทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูงเพื่อให้ได้ไฮไดรด์ ซึ่งสามารถนำไปแปรรูปด้วยความร้อนเพื่อให้ได้โลหะบริสุทธิ์ได้

ด้วยแนวคิดทั้งสามนี้เป็นพื้นฐาน Kroll ในลักเซมเบิร์กได้พัฒนาทั้งสารรีดิวซ์ใหม่และอุปกรณ์ใหม่สำหรับการรีดิวซ์ไทเทเนียมเตตระคลอไรด์ ปฏิกิริยาที่สูงต่อปริมาณน้ำเพียงเล็กน้อยและออกไซด์ของโลหะอื่นๆ ก่อให้เกิดความท้าทาย ความสำเร็จที่สำคัญเกิดขึ้นจากการใช้แคลเซียมเป็นสารรีดิวซ์ แต่ส่วนผสมที่ได้ยังคงมีสิ่งเจือปนออกไซด์จำนวนมาก^{[ 6 ]} Kroll รายงาน ความสำเร็จครั้งสำคัญโดยใช้แมกนีเซียมที่อุณหภูมิ 1000 °C โดยใช้เครื่องปฏิกรณ์หุ้มโมลิบเดนัมต่อสมาคมเคมีไฟฟ้าในออตตาวา^{[ 7 ]}ไทเทเนียมของ Kroll มีความยืดหยุ่นสูงซึ่งสะท้อนถึงความบริสุทธิ์สูง

กระบวนการผลิตแบบครอลล์ได้เข้ามาแทนที่กระบวนการผลิตแบบฮันเตอร์และยังคงเป็นเทคโนโลยีหลักในการผลิตโลหะไทเทเนียม รวมถึงเป็นเทคโนโลยีที่ขับเคลื่อนการผลิตโลหะแมกนีเซียมส่วนใหญ่ของโลกด้วย

หลังจากย้ายไปอยู่ที่สหรัฐอเมริกา Kroll ได้พัฒนาวิธีการผลิตเซอร์โคเนียม เพิ่มเติม ที่ศูนย์วิจัยอัลบานี^{[ 4 ]}

• กระบวนการคลอไรด์
• กระบวนการ FFC Cambridge  – กระบวนการสังเคราะห์โลหะและโลหะกึ่งโลหะโดยวิธีอิเล็กโทรไลซิส

• P.Kar, การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของอิเล็กโทรดเปลี่ยนเฟสพร้อมการประยุกต์ใช้กับกระบวนการ FFC, วิทยานิพนธ์ปริญญาเอก; มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์, 2007

• ไทเทเนียม: วิธีการของครอลล์ : วิดีโอ YouTube ที่อัปโหลดโดย Innovations in Manufacturing ที่Oak Ridge National Laboratory