氯化钛白工艺对富钛料内极易富集导致物料粘结失流的杂质钙氧化物有严格的限制。然而，杂质钙氧化物在高钙型钛资源（CaO＞1.0wt.％）内以极其稳定的物相赋存，现有工艺难以将其含量降至符合工业要求的0.2wt.％（以氧化钙计）以下，这极大地制约了世界上此类丰富资源的高效利用。探求合适的新工艺以解决关键杂质钙氧化物引起的粘结失流问题是大量低品位、高钙镁钛资源氯化应用必须解决的难题。针对此问题，本文从热力学和本征动力学上系统研究了钛和钙组分的氯化差异，在此基础上将攀西钛渣（～150μm）的钙含量选择性氯化脱除至工业要求范围内;进一步构建富钛料沸腾氯化过程所形成CaCl2-MgCl2二元熔体的挥发动力学模型，探寻了强化挥发的操作机制，以期为此类资源的沸腾氯化工艺优化提供理论指导。取得的主要创新研究结果包括:　　1)通过Ti-Cl-O-Ca(Si)体系热力学平衡分析，得到了钛渣中钙组分（硅酸钙）和钛组分（金红石）存在的选择氯化优势区域，即在1273K时，控制体系氧气分压在5×10-7到5×10-1KPa范围内，能够实现硅酸钙的优先氯化。热力学分析表明，CO比C更容易将体系氧分压控制在选择性区域内。测定了硅酸钙和金红石的氯化本征动力学参数，硅酸钙的氯化速率常数是金红石的二十倍以上。依据本征动力学进行的选择性计算表明，升高氯化温度和降低CO分压均能提高硅酸钙氯化的选择性，但温度比气氛对选择性的影响更加显著。计算模拟表明，在80 KPa Cl2和20 KPaCO气氛下，硅酸钙在1273K时1min内的氯化率高达90％以上，而金红石的氯化率则低于5％。　　2)基于热力学和氯化本征动力学研究，采用Cl2+CO混合气进一步开展攀西钛渣的选择氯化除钙实验研究，系统考察了温度、气氛和粒径对选择性的影响规律。结果验证了前述升高温度和降低CO分压均能提升钛渣内钙组分的氯化选择性的结论。不同于纯硅酸钙的氯化，钛渣的氯化过程受产物层扩散影响显著，提高氯化温度和增加反应气浓度均可促进反应气在产物层内扩散，能够实现钛渣的深度选择氯化除钙。在优化条件（1273K，80 KPa Cl2和20 KPa CO）下，15min内即可将小于150μm的钛渣颗粒钙含量从1.09 wt.％降低至0.18wt.％。　　3)研究了金红石配碳（石油焦）氯化体系内引入CO对氯化速率的影响规律，强化金红石氯化作用机理。结果表明，采用石油焦作为还原剂时金红石的氯化速率是用CO时的三倍左右，金红石配碳（石油焦）氯化时，增加体系CO分压能够显著提高氯化速率，采用C+CO作还原剂时的氯化率高于单独采用C和CO时二者氯化率的加和。对金红石配碳氯化深入分析发现，固体碳（石油焦）通过矿碳接触降低氧分压的能力有限，体系内生成的CO能起到降低体系氧分压的重要热力学作用，从而提升金红石氯化速率。　　4)为了探求流化床内氯化钙挥发过程强化规律，研究了MgCl2-CaCl2二元熔体达到一定挥发速率时温度随组成的变化规律。构建出关联纯熔体及其二元熔体的挥发动力学模型，模型预测的二元熔体挥发率随温度和组成的变化规律与实验值吻合良好。基于此模型分析了氧化钙含量高于0.2 wt.％富钛料氯化过程氯化钙挥发行为，发现提高氯化温度能够放宽对钛渣原料中CaO含量的要求，建立了钛渣中CaO/(CaO+MgO)与操作温度之间的对应关系，如进料内氧化钙为0.4 wt.％时，在1365K时可达到与氧化钙为0.2 wt.％在1273K时同样的挥发速率，为高钙钛渣直接氯化应用提供理论指导。