钽作为难熔金属具有许多优异的性能,如耐腐蚀能力强、化学稳定性高、热膨胀系数低、冷加工性能好等,在航空航天、电子工业、武器系统、医学等领域都有广泛的应用。钽的冶炼方法主要分为两种,1903年以前,钽的制备大多是通过热还原法,1922年以后,熔盐电解生产钽粉成功,奠定了钽的工业化生产基础。熔盐电解法提取、提纯金属钽是一种具有较大发展潜力和应用前景的短流程、绿色冶金技术。电解要素中电解质的组成对电流效率和电解品质的影响是电解工艺亟需研究的关键问题。基于此,本文以金属钽电化学冶金中电解质组成为研究对象,分析钽离子与阴离子（氯离子、氟离子）之间的作用关系及其对钽离子还原机制的影响。本文通过电化学测试以及化学分析等方法揭示了钽离子在氯化物及氟氯化物熔盐中的氧化还原步骤及钽离子在上述熔盐中的配位化学机制,以期为钽的熔盐电解过程中电解质的选择提供理论基础。本文工作主要包括以下三部分:一、分析了钽离子在Na Cl-KCl熔盐中的电化学还原机制及动力学参数;二、明晰了氟离子浓度对钽离子还原步骤的影响及其作用机理;三、阐明了氟-钽配位离子对钽离子在熔盐中的挥发抑制作用原理。取得了以下研究成果:一、采用电化学方法包括循环伏安法、方波伏安法、计时电位法以及计时电流法,明确了钽离子在Na Cl-KCl熔盐中的还原步骤为:Ta（V）→Ta（II）→Ta,计算了Ta（V）的扩散系数,并且确定了Ta（V）的还原是受扩散控制的可逆过程。利用计时电流法分析了钽离子的阴极沉积形核方式为瞬时形核。二、随着熔盐中氟离子浓度的不断增大,还原峰的峰电位逐渐负向移动,并且当氟离子浓度与钽离子浓度摩尔比大于等于8.0时,电极还原步骤从Ta（V）→Ta（II）→Ta转变为Ta（V）→Ta;研究发现,随着氟离子浓度的不断上升,Ta（II）→Ta还原峰的峰电流密度逐渐减小,Ta（II）的浓度不断减少,晶粒尺寸不断细化。研究表明由于氟离子的存在,其与钽离子能形成稳定性更强的高价态配合物,使Ta（V）一步还原为钽金属。三、采用ICP-OES分析,揭示了氟离子对钽离子的挥发抑制作用。结果表明,Na Cl-KCl熔盐中的钽离子浓度随时间延长而迅速减小,氟离子的加入使钽离子的挥发得到抑制。当氟离子浓度与钽离子浓度摩尔比等于8.0时,钽离子的挥发率降至67.11%。采用XPS和拉曼光谱解析了氟离子与钽离子的配位行为。结果显示,随氟离子浓度比例的增加,Ta-Cl逐步被Ta-F键所取代,生成相对稳定的Ta FxClyn-配合物,当氟离子浓度足够大时,钽离子转变为Ta Fxn-。由此解释了上述电化学测试中钽离子的还原步骤减少、还原峰电位负移及电解产物晶粒尺寸减小问题。本文通过一系列电化学测试及化学分析,确定了Na Cl-KCl熔盐中钽离子的还原步骤,并揭示了电解质组成对还原步骤的影响,对熔盐电解法生产钽金属过程中电解质的的筛选及确定提供新的途径与思路。