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具有优越性能且资源丰富的钛迄今为止都没有得到大规模应用，主要是由于工业上生产金属钛采用的Kroll工艺，流程复杂，过程不连续，生产成本高。为了降低金属钛的生产成本，国内外均做了大量的研究工作。从目前的研究情况来看，TiO2直接电解还原法(即FFC法)是最有前途的方法之一。虽然该方法当前存在一些问题，但与Kroll法相比，它的优越性在于可以简化工艺过程并有可能降低能耗，是值得深入研究与开发的工艺。
本文对TiO2直接电解还原法制备金属钛过程进行了相关研究分析，重点对二氧化钛阴极制备条件与电解电流效率的影响因素进行了研究。
首次尝试通过向阴极片中添加CaCl2粉末对阴极进行改性以优化阴极性能。研究结果表明：适量CaCl2的加入能够增大阴极片孔隙率，使颗粒大小与孔隙分布更加均匀，这有利于电解还原的进行，并且能够降低电解还原产物中的氧含量，提高电解电流效率。
研究了CaCl2添加量、阴极烧结温度、电解时间对电解还原过程与结果的影响。通过对电解还原产物氧含量、SEM、XRD、电解电流效率等结果的研究分析，确定了TiO2阴极中添加CaCl2的合适质量分数为10％，阴极烧结温度为950℃。含10％CaCl2的TiO2阴极在950℃下烧结4h后进行电解还原8h，其电解还原产物氧含量可降至0.5％。
研究了CaCl2熔盐中水分对电解还原产物氧含量及电解电流效率的影响。研究结果表明：使用未经脱水处理的熔盐进行电解实验，电解实验产物氧含量降低，电解电流效率减小。