До настоящего времени не разработан электролитический способ получения титана, который может конкурировать с другими процессами, применяемыми в промышленной практике. Легче оказалось решить задачу электролитического рафинирования титана (например, некачественной губки, отходов плавки) и сплавов на его основе. Электролитическое рафинирование используется на некоторых предприятиях. При электролитическом рафинировании анодом служит загрязненный примесями титан, погруженный в расплавленный электролит. В процессе электролиза титан переходит в расплав и затем осаждается на стальном катоде. Электролитом служит расплав хлоридов щелочных металлов (NaCl или NaCl + КС1), в котором растворены низшие хлориды титана (TiCl2 и TiCl3). Такой электролит приготовляют восстановлением тетрахлорида титана натрием или титановым скрапом в расплаве хлоридов.
При анодном растворении титан переходит в электролит в виде ионов Ti2+ и Ti3+. У катода эти реакции протекают в обратном направлении.
Соотношение ионов Ti2+ и Ti3+ соответствует средней степени окисления в электролите 2,2-2,3; суммарная концентрация титана в электролите 3-6 %. Электролиз ведут при катодной плотности тока 0,5-1,5 А/см2. Анодная плотность тока должна быть в 4-8 раз меньше катодной. Температура электролита 800-850 С.
При анодном растворении титана примесь кислорода остается в анодном шламе в составе оксидов (TiO2, Ti203). Углерод находится в свободном состоянии на поверхности электролита или в анодном шламе в виде карбида. Азот остается в составе нитрида или выделяется с анодными газами. Кремний удаляется в виде SiCl4.
Электролитическое рафинирование проводят в герметичных электролизерах с насыпным анодом в атмосфере аргона. Рафинируемый металл в форме дробленой стружки или кусочков размерами 20-40 мм помещают в дырчатую стальную корзину, служащую анодом. После электрорафинирования стальной катод поднимают в камеру, заполненную аргоном, под него подводят разгрузочный поддон и специальным ножом осадок срезают с катода. Катодные осадки содержат хорошо ограненные гексагональные или игольчатые кристаллы титана размером иногда до 15-20 мм. В катодном осадке примерно 20-30 % солей электролита. Выход по току составляет около 90 %, расход электроэнергии 10-11 кВт • ч/кг титана. Катодный осадок измельчают и выщелачивают водой, дополнительно подвергают мокрому измельчению в стержневых мельницах, барабаны и стержни которых изготовлены из титана. После мокрой классификации порошки сушат в вакууме при 80 С. Титановые порошки, полученные из отходов нелегированной титановой губки, отвечают по составу стандартной губке.
Электрорафинирование сплавов на основе титана - задача более трудная. Сплавы рафинируют примерно при тех же параметрах, что и отходы нелегированного титана.
Получаемые в результате электролитического рафинирования титана и сплавов на его основе порошки титана преимущественно используют в порошковой металлургии титана.
