Kroll法生产1t的海绵钛约产生200kg的含钛废渣（TiO₂含量为40⁸8%）,由于含钛废渣的粒度细,结构致密,返回电炉冶炼需要提高温度,添加量超过15%后会造成堵塞,利用率低,导致钛资源浪费;因此,论文采用熔盐电解法还原含钛废渣制备金属钛的思路,借助SEM/EDS、XRD等分析手段,重点开展阴极制备、电解参数对电脱氧的影响和杂质去除行为,分析电脱氧历程。采用泡沫镍包裹阴极,增加“三相界面”源,有利于提高阴极电化学活性,加快电脱氧速度,有利于杂质的去除;随成型压力的增加,阴极片孔隙率降低,颗粒粒径先减小后增加;随烧结温度升高,阴极片孔隙率降低,颗粒粒径增大;随碳粉掺杂量增多,阴极孔隙率呈线性增加。4 MPa压制1050℃烧结的阴极孔隙率为35.12%,此时,阴极具有最佳的电化学活性,泡沫镍包裹的阴极900℃电解12 h后,产物钛含量为96.92%,氧含量为1.82%;碳粉掺杂对阴极电脱氧效果影响不大;4 MPa压制1050℃烧结泡沫镍包裹的阴极具有较佳的电化学活性。电解温度和电解电压对电解影响较大;随电解温度增加,电脱氧效率先增加后减小,电解温度过高,阳极碳棒碳粉脱落严重,电解过程中产生微短路,电脱氧速率降低,900℃电解9 h后钛含量最高为89.80%,此时电解温度较佳;电解电压过低,达不到得到金属钛的分解电压,当电解电压高于2.6 V时,才能通过电解得到金属钛。电解过程中,钛渣中Ca溶解在熔盐中,Mn、Fe、Al、Si等杂质被还原为单质,大量进入熔盐,少量Fe、Si、Al生成FeCl₃、SiCl₄和AlCl₃低沸点化合物挥发,少量的Fe、Si、Al与Ti形成TiFeSi₂和TiAl₃合金相。随着电解时间的延长和电解电压的升高,电解产物依次出现CaTiO₃、Ti₂O₃、TiO和Ti;电脱氧历程为:CaTiO₃→Ti₂O₃→TiO→Ti;电脱氧主要受到O的离子化的控制及其在阴极氧化物中的扩散控制。