钛及钛合金因具有耐腐蚀性强,耐热性好,比强度高和与生物体相容等特点,而被广泛应用于化工,航天,生物医学等领域。以纯的金属钛为基体,加入其它金属元素组成的钛合金,生产的方法主要有自蔓延高温合成法、金属热还原法和重熔法,但存在着生产流程长,原料成本高,产品品质低等问题。我国特有的高钙、镁型高钛渣因杂质含量高,无法直接作为生产四氯化钛的原料,用于硫酸法生产钛白产生的废酸也会造成环境污染,它的合理高效利用亟待解决。针对以上问题,本文以高钛渣为原料,采用对环境友好,流程短,操作简便的FFC工艺,在氯化钙熔盐中对高钛渣阴极进行电化学还原,直接制备钛铁合金。研究了电解时间,熔盐中1mol%CaO的添加,电解温度,槽电压对产物的影响。在此基础上,添加低熔点金属锌、铋作为金属阴极,在熔融CaCl₂中电解还原高钛渣制备钛合金。研究了预融,熔体结构,预融和电解时间对产物的影响。本文研究结果如下:（1）在氯化钙熔盐中,电解温度850℃,电解电压3.0V,电解时间10h的条件下电解高钛渣阴极,成功制备出钛铁合金。其还原过程可分三个阶段:反应初期原料高钛渣在电流作用下直接钛酸钙化;Ca TiO₃经过一段时间的电解还原生成TiO;与Fe接触的TiO反应生成Ti Fe,不与Fe接触的TiO转变成还原程度更高的Ti₂O。（2）CaCl₂熔盐中CaO的添加,以改变反应路径的方式对高钛渣阴极的电解还原产生促进作用。氯化钙中熔盐电解高钛渣阴极制备钛铁合金的最佳反应条件是电解温度850℃,槽电压2.8V,电解时间8h,该条件下成功制备出钛铁合金。（3）在氯化钙熔盐中使用金属锌阴极熔盐电解二氧化钛粉末,循环伏安显示电势范围在-0.77～-1.73V（vs.Ag/Ag Cl）之间有钛氧化物的还原反应发生;采用三电极体系恒电势电解,成功制备出钛锌合金,证明了方法的可行性;热力学分析、EDS和XPS表征进一步证实了电化学还原反应的发生。（4）在氯化钙熔盐中使用金属锌阴极熔盐电解高钛渣粉末,电解温度850℃,槽电压2.8V的条件下,必要的预融和恰当的熔体结构是电解有效进行的前提。在金属热还原和电化学还原的共同作用下,锌液中少量的高钛渣在短时间内还原,并在锌液中扩散形成钛含量分别在5%或25%的Ti-Zn,Ti-Al-Zn稳定组分。（5）在氯化钙熔盐中使用金属铋阴极熔盐电解高钛渣粉末,电解温度850℃,槽电压2.6V的条件下,成功制备出钛铋合金,富集区域为钛含量在33%的Ti-Bi-Ca三元组分。钛在熔融金属的扩散呈现以下规律:在可与Ti及金属阴极形成三元稳定组分的金属还原出来之前,钛在金属阴极中,按照二元合金平衡态稳定扩散。