鈦金屬因其優(yōu)異的比強(qiáng)度、耐高溫和抗腐蝕等特性，在航空航天、國(guó)防軍事等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，被譽(yù)為 “戰(zhàn)略金屬” 與 “多用途金屬”[1]。隨著材料技術(shù)的進(jìn)步，各種高性能鈦已成功應(yīng)用于汽車(chē)、運(yùn)動(dòng)器材、醫(yī)療器械、輕工業(yè)等民用領(lǐng)域 [2]。然而，鈦的高化學(xué)活性及傳統(tǒng)冶煉工藝的局限性，導(dǎo)致其成本居高不下，嚴(yán)重制約大規(guī)模應(yīng)用。

鈦資源可分為一次資源（原生礦）和二次資源（含鈦廢料）[3]。全球工業(yè)發(fā)展已導(dǎo)致鈦資源供需失衡與環(huán)境污染加劇，年產(chǎn)含鈦廢料逐漸增加，但回收率不足。鈦二次資源在金屬循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系中具有戰(zhàn)略?xún)r(jià)值 [4]，亟需通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)鈦的綠色可持續(xù)供應(yīng)，并推動(dòng)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的增長(zhǎng)，為國(guó)家實(shí)現(xiàn) “雙碳” 目標(biāo)提供有力支撐 [5]。

鈦工業(yè)的技術(shù)水平直接反映國(guó)家的尖端材料制造能力，其中高端鈦材產(chǎn)能與國(guó)防科技水平呈強(qiáng)正相關(guān)。早期工業(yè)領(lǐng)域制備金屬鈦使用的主要方法是鎂熱還原法（Kroll 法）[6]，但存在成本高、間歇生產(chǎn)、污染嚴(yán)重等問(wèn)題 [7]，因此，研究人員一直在尋求高效生產(chǎn)鈦的新技術(shù) [8]。熔鹽電解制備鈦工藝因可實(shí)現(xiàn)短流程連續(xù)化生產(chǎn)而受到廣泛關(guān)注，如 CHEN 等 [9] 提出的 FFC 法、ONO 等 [10] 提出的 OS 法等。本文系統(tǒng)綜述熱還原法和電化學(xué)法制備金屬鈦及鈦合金技術(shù)的進(jìn)展，為下一代鈦冶煉技術(shù)開(kāi)發(fā)提供理論支撐。

1、熱還原法

1.1 鈉熱還原法（Hunter 法）

Hunter 法 [11] 是最早提出的生產(chǎn)鈦金屬的方法，在密閉鋼制容器、約 700 ℃下用 Na 還原TiCl4，可制備出 O 含量低于 0.06%~0.08% 的鈦金屬 [12]。在惰性氣氛（Ar）中，液態(tài) Na 可將氣態(tài)TiCl4還原成金屬 Ti，反應(yīng)如式 (1) 所示：

TiCl4(g)+4Na(l)=Ti(s)+4NaCl(l)(1)

Armstrong 法 [13] 作為 Hunter 法的升級(jí)工藝，實(shí)現(xiàn)了鈦粉的連續(xù)化制備，其流程如圖 1 所示，核心突破在于：將TiCl4蒸氣與熔融 Na 在惰性氣氛中動(dòng)態(tài)混合，取代 Hunter 法的批次操作；副產(chǎn)物 NaCl 電解再生為金屬 Na，Na 耗量較 Hunter 法大幅降低。XU 等 [14] 發(fā)現(xiàn)該法也可用于生產(chǎn)鈦合金（如 Ti64 粉末）；在 Na 還原階段引入其他金屬氯化物混合蒸氣，可實(shí)現(xiàn)元素原位合金化。ARACI 等 [15] 提出 Armstrong 工藝可通過(guò)球化研磨獲得細(xì)小鈦顆粒（粒度范圍 45~105 μm），以達(dá)到滿(mǎn)足粒度要求的同時(shí)減少環(huán)境污染。傳統(tǒng) Hunter 法制備 1 t 鈦的總能耗約 50~80 kW?h，而根據(jù)相關(guān)生產(chǎn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) [16]，Armstrong 法比 Hunter 法降低約 50%。

1.2 鎂熱還原法（Kroll 法）

Kroll 法與 Hunter 法的根本區(qū)別在于還原劑不同。Kroll 法的工作原理是在 800~950 ℃氬氣氣氛中，使高純TiCl4與熔融 Mg 發(fā)生氧化還原反應(yīng)得到 Ti（海綿鈦）和MgCl2

，再用真空蒸餾的方法除去海綿鈦孔隙中殘留的MgCl2和過(guò)剩的 Mg，獲得海綿鈦產(chǎn)品；副產(chǎn)物MgCl2經(jīng)熔鹽電解得到 Mg 和Cl2循環(huán)使用。該法反應(yīng)過(guò)程如式 (2) 和式 (3) 所示，工藝流程如圖 2 所示：

TiCl₄(g)+2Mg(l)=Ti(s)+2MgCl₂(l)(2)

MgCl₂(l)=Mg(s)+Cl₂(g)(3)

Kroll 法在制備低氧含量海綿鈦方面展現(xiàn)出顯著潛力。ZHU 等 [17] 研究表明，在 860 ℃的溫度條件下，鈦粉氧含量可降至 0.015%。LEE 等 [18] 通過(guò) Kroll 法使TiCl4和1/4C

2Cl4制成的蒸發(fā)液與氮?dú)獗Ｗo(hù)的液態(tài) Mg 反應(yīng)，成功制備出 50 nm 級(jí)超細(xì)碳氮化鈦（TiCN）顆粒，有望大規(guī)模生產(chǎn)。該工藝通過(guò)真空蒸餾有效去除MgCl2副產(chǎn)物和殘余 Mg。PUSHPANATHAN 等 [19] 指出 Kroll 法存在一些弊端，例如生產(chǎn)鈦的能耗高達(dá) 25~40 MW?h/t，電流效率約為 75% 和單爐生產(chǎn)周期長(zhǎng)達(dá) 12 d 等，造成鈦的生產(chǎn)成本居于較高水平。此外，Kroll 法工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的污染物也會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響。

1.3 氫化鎂還原法（DRTS 法）

DRTS 法 [20] 是一種基于鈦渣提鈦的創(chuàng)新工藝，相較于傳統(tǒng) Kroll 法具有能耗低、步驟簡(jiǎn)化的優(yōu)勢(shì)。該工藝的核心步驟包括：(1) 氫化還原階段：在 500 ℃惰性氣氛中，MgH₂

與鈦渣（主要成分為T(mén)iO₂）發(fā)生固態(tài)還原反應(yīng)，生成TiH₂和MgO；(2) 選擇性浸出階段：采用NH4Cl溶液優(yōu)先浸出MgO雜質(zhì)，并使用 NaOH 或 HCl 溶液溶解殘余金屬氧化物雜質(zhì)（如 FeO、Al₂O₃等），實(shí)現(xiàn)TiH₂的高效純化；(3) 脫氫還原階段：TiH₂在溫度為 400 ℃的條件下進(jìn)行脫氫即可獲得金屬 Ti。

SENKOV 等 [21] 發(fā)現(xiàn)鈦渣中的TiO2可以直接與MgH2反應(yīng)生成純度為 99% 的TiH₂顆粒，反應(yīng)如式 (4) 所示。DRTS 法從鈦渣中提取鈦的過(guò)程示意圖如圖 3 所示：

TiO₂+2MgH₂=TiH₂+2MgO+H₂(4)

TiH₂具有獨(dú)特的化學(xué)性質(zhì)，其不溶于水且對(duì)爐渣中的其他雜質(zhì)表現(xiàn)出極低的溶解性。FANG 等 [20] 通過(guò)MgH2還原TiO2的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了這一特性，并指出這一性質(zhì)為鈦渣直接還原產(chǎn)物提供了順序浸出除雜的可能性，同時(shí)為T(mén)iH2脫氫步驟創(chuàng)造了有利條件。據(jù)報(bào)道 [22]，采用 DRTS 法生產(chǎn) 1 kg 鈦的能耗約為 13.0 kW?h，與傳統(tǒng) Kroll 法相比降低了 60%。這一突破性進(jìn)展為鈦冶煉工藝的節(jié)能降耗提供了新思路。

1.4 熱氫處理法

熱氫處理法是一種通過(guò)將氫作為鈦合金中的臨時(shí)合金化元素，以?xún)?yōu)化其微觀結(jié)構(gòu)和提升機(jī)械性能的技術(shù)手段。該技術(shù)在冶金工藝中采用氫能替代部分碳源 [23]，不僅顯著降低生產(chǎn)過(guò)程中的碳排放，而且通過(guò)氫致塑化效應(yīng)能夠有效提升鈦合金的加工性能和生產(chǎn)效率 [24]。

鈦及鈦合金與氫的親和性較強(qiáng)，氫的引入不僅能夠改善材料的熱處理性能，還能顯著細(xì)化鈦合金的鑄造組織。MIMURA 等 [25] 通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，氫在鉻精煉過(guò)程中能夠有效減少鉻金屬中的非金屬雜質(zhì)，有效提高精煉效果。佟帥等 [26] 在研究釩鈦磁鐵礦還原工藝時(shí)發(fā)現(xiàn)，相較于傳統(tǒng)還原劑，純氫作為還原介質(zhì)能夠?qū)崿F(xiàn)更高效的金屬還原率和更純凈的產(chǎn)物。此外，F(xiàn)ANG 等 [27] 提出了一種創(chuàng)新的鈦和鈦合金制備工藝 —— 氫燒結(jié)和相變法（HSPT），通過(guò)在燒結(jié)過(guò)程中引入氫，成功制備出具有接近全密度和超細(xì)晶粒尺寸的鈦和鈦合金。HSPT 流程主要分為以下三個(gè)階段：(1)β-Ti (H) 致密化；(2) 共晶分解；(3) 真空脫氫。

TiH2真空燒結(jié)后的殘余 H 含量可低至 0.001%，遠(yuǎn)低于 ASTM F1472 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的 0.015% 安全限值，不會(huì)對(duì)鈦材料的機(jī)械性能造成損害。研究 [28] 表明，通過(guò)精確調(diào)控 α-Ti 和 δ-TiH2共析分解及脫氫過(guò)程，可在燒結(jié)過(guò)程中獲得致密的鈦材料。氫化 - 脫氫法（HDH 法）[29] 對(duì)于含鈦廢料的回收也是一種可行的方法，通過(guò)氫化生成脆性TiH2后真空脫氫，同步實(shí)現(xiàn)深度脫氧。OH 等 [30] 利用 HDH 法回收 β 鈦合金廢料，成功生產(chǎn)出高質(zhì)量的鈦合金粉末，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，鈦合金的氫化過(guò)程產(chǎn)生的熱量低于商業(yè)純鈦。

從技術(shù)層面來(lái)看，熱氫處理法最大的優(yōu)點(diǎn)是成本低、粒度可控，已廣泛用于制備低成本增材制造用鈦合金粉末 [31]；從經(jīng)濟(jì)層面來(lái)看，熱氫處理法每噸鈦及其合金的生產(chǎn)成本比 Kroll 法降低約 40%，綜合成本降低 [32]。然而，LI 等 [33] 在采用熱氫處理法制備 Nb-Ti 基合金粉末時(shí)發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)品仍存在氧含量超標(biāo)的問(wèn)題，氧雜質(zhì)以Nb2O5和TiO2的形式存在。

2、熔鹽電化學(xué)法

2.1 FFC 法

FFC 法是由劍橋大學(xué)研發(fā)的一種低成本熔鹽電解生產(chǎn)鈦的方法 [34]，其關(guān)鍵技術(shù)是在CaCl2熔鹽（650~950 ℃）中電解固態(tài)TiO2陰極 [34-35]。該工藝在低于CaCl2熔鹽分解電壓 3.5 V 的條件下將TiO2直接還原為金屬 Ti，同時(shí)氧離子在石墨陽(yáng)極以CO/CO2形式析出 [36]，陽(yáng)極副反應(yīng)（產(chǎn)生O2）可控制，陰極產(chǎn)品為純度 90% 的鈦金屬，電流效率約為 70%~80%[37]。FFC 法制備鈦過(guò)程的陰極反應(yīng)如式 (5) 所示，陽(yáng)極主反應(yīng)及副反應(yīng)分別如式 (6) 和式 (7) 所示，總反應(yīng)如式 (8) 所示；裝置如圖 4 所示：

TiO₂+4e^?=Ti+2O^2?(5)

C+xO2?=COx↑+2xe^?(6)

2O₂?=O₂↑+4e^?(7)

TiO₂=Ti+O₂↑(8)

FFC 法作為一種極具發(fā)展前景的熔鹽電解技術(shù)，具有工藝簡(jiǎn)單、適用性強(qiáng)等顯著優(yōu)勢(shì)，不僅能直接從混合金屬氧化物中制備鈦合金，還可拓展應(yīng)用于輕金屬（如 Al）、重金屬（如 Cr）及難熔金屬（如 Ta）的制備。通過(guò)優(yōu)化熔鹽體系可顯著降低能耗，例如 TANG 等 [38] 以 SrO、Sr 和TiO₂為原料，通過(guò)向SrCl2高熔點(diǎn)熔鹽中添加 KCl 獲得低熔點(diǎn)熔鹽，同時(shí)維持 SrO 和 Sr 在熔鹽中的高溶解度，從而在較低的溫度條件下成功制備了金屬 Ti。盡管該工藝在熔鹽組分優(yōu)化方面取得進(jìn)展，但其電流效率仍有提升空間，未來(lái)研究需重點(diǎn)解決陽(yáng)極效應(yīng)導(dǎo)致的電流損失問(wèn)題，以進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本。

2.2 鈣熱還原法（OS 法）

OS 法是 ONO 和 SUZUKI 提出的海綿鈦生產(chǎn)工藝，基本原理是在熔鹽中電解 CaO 得到 Ca，再利用 Ca 還原TiO2得到 Ti [39]。該工藝采用石墨陽(yáng)極和鐵質(zhì)陰極，通過(guò)在 900 ℃的CaO?CaCl₂熔鹽體系中實(shí)施 3.0 V 恒壓電解，同步完成電解 CaO 產(chǎn)生活性 Ca 和鈣熱還原TiO2兩個(gè)關(guān)鍵反應(yīng)，可直接制備氧含量 0.2% 的海綿鈦，具有 60%~80% 的電流效率 [40]。OS 法制備鈦過(guò)程的陰極反應(yīng)如式 (9) 所示，陽(yáng)極反應(yīng)如式 (10) 所示，鈣熱還原反應(yīng)如式 (11) 所示；裝置如圖 5 所示：

Ca₂++2e?=Ca(9)

C+2O₂?=CO₂↑+4e?(10)

TiO₂+2Ca=Ti+2O^2?+2Ca2+(11)

熔鹽組分對(duì) OS 電解效果具有顯著影響。SUZUKI 等 [41] 系統(tǒng)研究了CaO?CaCl₂體系中 CaO 濃度的影響，發(fā)現(xiàn)當(dāng) CaO 濃度增加到 1.0~1.5 mol/L 時(shí)，通過(guò)電解得到的 Ca 也隨之增多，電解電流密度增大，最終生成更多的金屬 Ti。NERSISYAN 等 [42] 在惰性環(huán)境中用金屬 Ca 還原TiO2合成具有定制形狀的 Ti 微粒，通過(guò)調(diào)整 Ca 濃度成功地制得了具有棱角或球形的鈦粉。在 OS 法的基礎(chǔ)上，學(xué)者們又提出了鈣蒸氣還原法（PRP 法）[43]、鈣鎳合金還原法（EMR 法）[44] 和CaH₂還原法（MHR 法）[45] 等，但這些方法仍存在還原效率較差、制備工藝復(fù)雜、產(chǎn)品雜質(zhì)控制難度大等問(wèn)題。

2.3 固體透氧膜法（SOM 法）

SOM 法是一種創(chuàng)新的熔鹽電解提鈦技術(shù) [46]，其核心在于構(gòu)建獨(dú)特的MClm?MFm?TiOx（M=Na、Ca 等，TiOx含量較高）三元熔鹽體系，并采用透氧膜實(shí)現(xiàn)陰陽(yáng)極反應(yīng)的空間分離。該工藝以石墨為陰極，表面覆蓋固體透氧膜的金屬陶瓷為陽(yáng)極，其關(guān)鍵技術(shù)突破體現(xiàn)在：(1) 透氧膜選擇性?xún)H允許O^2?通過(guò)，使陽(yáng)極區(qū)保持純凈；(2) 通入H2與滲透的

O2?反應(yīng)生成H2O，既避免陽(yáng)極污染，又實(shí)現(xiàn)連續(xù)除氧。SOM 法制備鈦過(guò)程的陰極和陽(yáng)極反應(yīng)分別如式 (12) 和式 (13) 所示，裝置如圖 6 所示：

Tin++ne?=Ti(n<4)(12)

O2?+2H₂=2H₂O+2e?(13)

SOM 法在儲(chǔ)氫合金制備領(lǐng)域展現(xiàn)出獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。YE 等 [47] 采用 SOM 法成功制備出 Ti-Fe 基四元合金，由于副產(chǎn)物僅生成H₂O，避免了 FFC 法中副反應(yīng)導(dǎo)致的電流效率低和還原不完全等問(wèn)題。ZHAO 等 [48] 采用 SOM 工藝在 1000 ℃的熔融CaCl2熔鹽體系中以 3.5 V 恒壓電解 5.5 h，直接從NiO/CeO2/La2O3（等物質(zhì)的量）混合氧化物中制備出 O 含量低于 0.3% 的CeNi5和LaxCe1?xNi5儲(chǔ)氫合金，且NiO?CeO2顆粒轉(zhuǎn)化率達(dá) 100%。該方法實(shí)現(xiàn)了連續(xù)化生產(chǎn)，降低了生產(chǎn)成本，提高了復(fù)雜礦產(chǎn)資源的綜合利用率。SOM 法具有獨(dú)特的透氧膜隔離技術(shù)和 100% 原子利用率優(yōu)勢(shì)，為儲(chǔ)氫合金的工業(yè)化生產(chǎn)提供了創(chuàng)新解決方案。

2.4 USTB 法

USTB 法是由北京科技大學(xué)朱鴻民團(tuán)隊(duì)研發(fā)的一種創(chuàng)新性鈦冶煉工藝 [49]，其核心技術(shù)突破在于采用TiCxOy固溶體作為可溶性陽(yáng)極。該工藝通過(guò)兩個(gè)關(guān)鍵步驟實(shí)現(xiàn)高效提鈦：首先將TiO2與碳粉按精確化學(xué)計(jì)量比混合、壓制成型，經(jīng)氬氣保護(hù)燒結(jié)制備TiCxOy可溶性陽(yáng)極 [50]；隨后在 800 ℃的 KCl-NaCl 熔鹽體系中，以0.5A/cm2的電流密度進(jìn)行電解，鈦離子在鋼棒陰極優(yōu)先析出。研究 [51] 表明，USTB 法的電流效率約為 82%，相較于傳統(tǒng) FFC 法提升了 40%。USTB 法制備鈦過(guò)程的陰極和陽(yáng)極反應(yīng)分別如式 (12) 和式 (14) 所示，裝置如圖 7 所示：

TiCxOy→Tin++CO↑+CO₂↑+ne?(14)

連接電源；標(biāo)注陰極反應(yīng)：

Tin++ne?→Ti；陽(yáng)極反應(yīng)：TiCxOy→Tin++CO₂+CO+ne?）

LV 等 [52] 采用 USTB 法在 750 ℃、恒壓 0.3 V、NaCl-KCl 熔鹽體系的條件下，從 TC4（Ti-6Al-4V）中成功獲得純度達(dá) 99.17% 的金屬 Ti，該工藝通過(guò)精確控制電解電位選擇性溶解 Ti，并利用熔鹽組分調(diào)控提高 Al 的析出電位，有效抑制陰極 Al 沉淀，使其留在熔鹽介質(zhì)中，從而實(shí)現(xiàn)金屬 Ti 的回收；陰極產(chǎn)物具有典型的海綿狀結(jié)構(gòu)。USTB 法最顯著的特征是使用陽(yáng)極材料作為鈦源，避免了陰極產(chǎn)物的外來(lái)雜質(zhì)污染，但Tin+沉積過(guò)程受陽(yáng)極溶解速率影響較大。

USTB 法在難熔金屬提純領(lǐng)域具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，為 V、Nb 等特種金屬的綠色制備提供了新思路。AN 等 [53] 采用 USTB 法并以VCxOy固溶體作為可溶性陽(yáng)極進(jìn)行電解，成功制備出純度達(dá) 99.1% 的金屬 V；結(jié)果表明，在0.1 0.4A/cm2的電流密度范圍內(nèi)，隨著電流密度增加，熔鹽中高價(jià)態(tài)釩離子的濃度顯著升高。

2.5 熔鹽電沉積法

熔鹽電沉積法作為一種高效的合金制備技術(shù)，兼具操作簡(jiǎn)單和材料設(shè)計(jì)靈活的雙重優(yōu)勢(shì)，能夠通過(guò)一步電解實(shí)現(xiàn)多元金屬的同步沉積或?qū)⒓兘饘僦苯映练e到陰極得到合金。然而，當(dāng)沉積的不同金屬離子還原電位過(guò)于接近時(shí)，將導(dǎo)致選擇性沉積困難，電解過(guò)程電流效率降低，電能消耗也相對(duì)較大。

曲立杰等 [54] 在常溫和 300 V 恒壓條件下，使 Ti-6Al-4V 陽(yáng)極氧化 1 min 生成孔洞均勻的鈦片，孔洞附近有較為規(guī)則的凸起，隨后以這些凸起作為異質(zhì)形核位點(diǎn)進(jìn)行電沉積，60 min 后在微弧氧化層上形成了磷酸鈣類(lèi)涂層。劉成虎 [55] 在 Urea-MCl-ZnCl₂（M=Li+、Na+、K+、NH4+）離子液體中添加TiCl4，通過(guò)電沉積制備 Zn-Ti 合金；結(jié)果表明，在ZnCl2摩爾分?jǐn)?shù)為 10%、溫度為 80 ℃、沉積電位為 -1.5~-2.0 V 的條件下可得到致密均勻、晶粒細(xì)小（粒徑約 0.8 μm）的 Zn-Ti 合金沉積層。盧洪鵬等 [56] 以泡沫鎳包裹含鈦廢渣和Fe2O3混合物為陰極，碳棒為陽(yáng)極，CaCl2為熔鹽電解質(zhì)，在 900 ℃、3.1 V 的條件下成功制備出 Ti-Fe 合金。ZHAO 等 [57] 采用 Cu 電極和 KF-KCl-K2Ti6O13熔鹽體系，在 950 ℃下進(jìn)行恒電位電解獲得了 Cu-Ti 合金，并通過(guò)系統(tǒng)的電化學(xué)研究揭示了該熔鹽體系中鈦離子的還原機(jī)制；結(jié)果表明，Ti4+通過(guò)兩個(gè)步驟被還原成金屬鈦：

Ti₄+→Ti₂+→Ti。

3、熱還原法與熔鹽電化學(xué)法的綜合對(duì)比分析

鈦產(chǎn)業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展與標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)已成為行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的必然要求。當(dāng)前主流鈦提取技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比詳見(jiàn)表 1。Kroll 法和 Hunter 法是工業(yè)化生產(chǎn)海綿鈦的兩大經(jīng)典技術(shù)。其中，Hunter 法因生產(chǎn)效率低、能耗高，目前已逐步被 Kroll 法和新興電解法取代，但在高純鈦或特殊應(yīng)用場(chǎng)景仍具研究?jī)r(jià)值；Kroll 法因工藝復(fù)雜、能耗高及間歇式生產(chǎn)等缺陷，生產(chǎn)成本居高不下，嚴(yán)重制約了其規(guī)模化應(yīng)用 [16]。近年來(lái)，熔鹽電化學(xué)法（如 FFC、USTB 等工藝）憑借其綠色低碳、連續(xù)化生產(chǎn)潛力等優(yōu)勢(shì)備受關(guān)注。盡管這些工藝目前仍處于實(shí)驗(yàn)室向中試過(guò)渡階段，但通過(guò)重點(diǎn)突破電流效率提升、產(chǎn)品純度控制和裝備放大穩(wěn)定性等關(guān)鍵技術(shù)瓶頸，有望實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

表 1 鈦及鈦合金的制備工藝對(duì)比 Table 1 Comparison of preparation processes for titanium and titanium alloys（表格位置預(yù)留）

4、結(jié)語(yǔ)與展望

鈦及鈦合金在航空航天、醫(yī)療等不同領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用正在推動(dòng)其生產(chǎn)工藝的進(jìn)步。盡管當(dāng)前很多鈦提取工藝取得了突破性進(jìn)展，但仍未找到能在工業(yè)上取代 Kroll 法的技術(shù)。從最早的 Hunter 法到 FFC 法和 OS 法，雖然在一定程度上減少了能耗和環(huán)境污染，但還是面臨電流效率低、不能連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題。

熔鹽電化學(xué)法因其具有低污染、連續(xù)化生產(chǎn)的潛力，被認(rèn)為是工業(yè)上替代 Kroll 法的可行路徑。其中，USTB 法已在鈦提取中取得極大突破，實(shí)現(xiàn)半連續(xù)生產(chǎn)的同時(shí)制得了高純鈦。此外，熔鹽電沉積法可直接制備鈦合金，避免了傳統(tǒng)合金化過(guò)程中的高能耗問(wèn)題。基于上述總結(jié)，要在工業(yè)上更高效地提取鈦及其合金，未來(lái)的研究可重點(diǎn)聚焦以下方向：

采用熔鹽電化學(xué)法制備鈦及其合金時(shí)，可以探索最佳的熔鹽體系和反應(yīng)條件，以達(dá)到消除副反應(yīng)、提升工藝效率、減少環(huán)境污染和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)連續(xù)化的目的。

熔鹽電沉積法制備鈦的能耗較高，可以探索降低槽電壓的方法，或通過(guò)建立熱能回收系統(tǒng)將電解過(guò)程產(chǎn)生的熱能重新利用以減少能耗。

熔鹽電化學(xué)法在綠色、連續(xù)化制備鈦及鈦合金方面展現(xiàn)出巨大潛力，可結(jié)合理論計(jì)算、實(shí)驗(yàn)優(yōu)化和工程化探索，推動(dòng)該技術(shù)向工業(yè)化大規(guī)模應(yīng)用邁進(jìn)，實(shí)現(xiàn)高純鈦的穩(wěn)定制備。

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