El proceso Hunter fue el primer proceso industrial para producir titanio metálico puro . Fue inventado en 1910 por Matthew A. Hunter , un químico nacido en Nueva Zelanda que trabajaba en Estados Unidos. [1] El proceso implica la reducción del tetracloruro de titanio (TiCl 4 ) con sodio (Na) en un reactor discontinuo con una atmósfera inerte a una temperatura de 1000 °C. Luego se utiliza ácido clorhídrico diluido para lixiviar la sal del producto. [2]
Antes del proceso Hunter, todos los esfuerzos para producir Ti metálico producían material altamente impuro, a menudo nitruro de titanio (que se parece a un metal). El proceso Hunter se utilizó hasta 1993, cuando fue reemplazado por el proceso Kroll más económico , que se desarrolló en la década de 1940. En el proceso Kroll, el TiCl 4 se reduce con magnesio en lugar de sodio. Ambos métodos comparten el mismo paso inicial, obteniendo TiCl 4 del mineral por cloración y reducción carbotérmica del oxígeno. El proceso Kroll es ahora el proceso de fundición de titanio más utilizado. [3] [4]
El proceso Hunter se llevó a cabo en uno o dos pasos. Si se utilizó un solo paso, la ecuación de reacción es la anterior. Debido a la gran cantidad de calor generada por la reducción con sodio en comparación con el uso de magnesio, y la dificultad para controlar la presión de vapor del sodio líquido, se puede utilizar en su lugar un proceso de dos pasos. Los procesos de dos pasos consistieron en reducir TiCl 4 a TiCl 2 con la mitad de la cantidad estequiométrica de sodio necesaria para reducir TiCl 4 a Ti. A continuación, el TiCl 2 en cloruro de sodio fundido se transfiere a un recipiente diferente con el sodio adicional necesario para formar Ti. Los procesos de dos pasos se llevaron a cabo de acuerdo con las dos reacciones siguientes:
El titanio producido mediante el proceso Hunter está menos contaminado por hierro y otros elementos y se adhiere menos a las paredes del recipiente de reducción que en el proceso Kroll. El titanio producido mediante el proceso Hunter se presenta en forma de polvo llamado finos de esponja. Esta forma es útil como materia prima en la pulvimetalurgia.
El principal factor limitante para la utilidad del proceso Hunter es la dificultad de separar el NaCl producido del titanio. La presión de vapor del NaCl producido en el proceso Hunter es menor que la presión de vapor del MgCl2 producido por el proceso Kroll. Por lo tanto, es difícil separar el NaCl del titanio mediante destilación de manera eficiente. Por lo tanto, el NaCl se elimina mediante lixiviación en una solución acuosa. La recuperación del subproducto (NaCl) de esta solución acuosa es un proceso que requiere energía adicional. Estos problemas motivaron la discontinuación del proceso Hunter en la industria en 1993. La investigación sobre la reducción de sodio continúa hasta el día de hoy debido a la forma y pureza superiores del depósito de metal producido en comparación con el proceso Kroll. [5]