ハンター法は、純粋な金属チタンを生産する最初の工業プロセスでした。ニュージーランド生まれでアメリカ合衆国で活躍した化学者、マシュー・A・ハンターによって1910年に発明されました。 [1] このプロセスでは、バッチ反応器内で不活性雰囲気下、1,000℃の温度で四塩化チタン（TiCl 4）をナトリウム（Na）で還元します。その後、希塩酸を用いて生成物から塩を浸出させます。[2]
ハンター法が登場する以前は、チタン金属を生産する試みはすべて、非常に不純度の高い材料、多くの場合金属に似た窒化チタンを生み出していました。ハンター法は1993年まで使用され、その後、1940年代に開発されたより経済的なクロール法に置き換えられました。クロール法では、TiCl 4はナトリウムではなくマグネシウムによって還元されます。どちらの方法も、鉱石から塩素化と酸素の炭素還元によってTiCl 4を得るという最初のステップは同じです。クロール法は現在、最も一般的に使用されているチタン製錬法です。[3] [4]
ハンター法は1段階または2段階で実施されます。1段階の場合、反応式は上記の通りです。ナトリウムを用いた還元ではマグネシウムを用いた場合に比べて発熱量が多く、液体ナトリウムの蒸気圧制御も難しいため、2段階プロセスが採用されることもあります。この2段階プロセスは、TiCl 4 をTiに還元するために必要な化学量論量の半分のナトリウムを用いてTiCl 2に還元することから構成されます。次に、溶融塩化ナトリウム中のTiCl 2を、Tiを形成するために必要な追加のナトリウムと共に別の容器に移します。この2段階プロセスは、以下の2つの反応に従って進行します。
ハンター法で製造されるチタンは、クロール法に比べて鉄などの元素による汚染が少なく、還元容器の壁への付着も少ない。ハンター法で製造されるチタンはスポンジ微粉と呼ばれる粉末状であり、粉末冶金の原料として有用である。
ハンター法の有用性を制限する主な要因は、生成されたNaClをチタンから分離することの難しさである。ハンター法で生成されるNaClの蒸気圧は、クロール法で生成されるMgCl 2の蒸気圧よりも低い。そのため、蒸留を用いて効率的にチタンからNaClを分離することは困難である。そのため、NaClは水溶液への浸出によって除去される。この水溶液から副産物（NaCl）を回収するには、追加のエネルギーが必要となる。これらの問題により、ハンター法は1993年に産業界で中止された。クロール法と比較して、生成される金属鉱床の形状と純度が優れているため、ナトリウム還元の研究は今日まで続けられている。[5]