含钛高炉渣不仅是工业废料,还是重要的钛资源。目前,以含钛高炉渣作为二次资源,通过硅热还原制备Si-Ti合金是一种有效回收钛的方法,但是制备得到的Si-Ti合金仅用于钢铁冶炼中的合金化剂和脱氧剂;另外,Si-Ti合金中Fe、Mn等杂质元素限制其合金的应用。本文提出将硅热还原含钛高炉渣得到的Si-Ti合金,通过电磁定向凝固技术分离和纯化制备得到TiSi2和共晶Si-Ti合金。由于TiSi2有望成为高温结构材料,也可以用作互连线、二极管和欧姆接触等材料,共晶Si-Ti合金（Si/TiSi2）有望成为锂离子电池的高容量负极材料。本文提出的分离Si-Ti合金的方法可有效地拓展Si-Ti合金的应用领域,也为高效利用含钛高炉渣提供一种新的方法。首先,以硅热还原含钛高炉渣制备得到的Si-Ti合金为研究对象,开展了电磁定向凝固分离纯化Si-Ti合金制备TiSi2和共晶Si-Ti合金的实验研究,实验结果表明,在氩气气氛下,MgO坩埚作为反应容器,无造渣剂,熔炼温度为1823K的条件下,硅热还原含钛高炉渣其Ti的还原率可以到95%以上。当采用不同材质的坩埚（MgO坩埚、Al2O3坩埚和石墨坩埚）电磁定向凝固分离Si-Ti合金制备TiSi2和共晶Si-Ti合金时,MgO坩埚更适合作为一种反应容器用于电磁定向凝固分离Si-Ti合金,制备得到高纯TiSi2（>98%）和共晶Si-Ti合金（>97%）;在制备TiSi2合金和共晶Si-Ti合金的同时,大多数Fe、Mg、Ca、Mn、Ni和Al等杂质也可以同时被去除。另外,将得到的共晶Si-Ti合金作为还原剂循环使用,继续用于还原含钛高炉渣可以得到Ti含量更高的Si-60.16wt%Ti合金。然后,为了强化电磁定向凝固分离Si-Ti合金的过程,得到致密的块体TiSi2合金,开展了采用不同尺寸的石墨坩埚和输出电流条件下电磁定向凝固强化分离Si-Ti合金制备致密的块体TiSi2合金的实验研究,研究结果表明,石墨坩埚尺寸越大（最大为内径32±1mm,外径42±1mm,高度50±1mm）或者输出电流越大（最大为51A）,样品底部团聚的TiSi2晶体更致密,在TiSi2富集层中TiSi2晶体所占质量分数为99.66%（Si含量为0.34%）和96.81%（Si含量为3.19%）。另外,为了强化TiSi2合金中杂质的去除,以硅热还原含钛高炉渣制备得到Si-39.6wt%Ti合金为研究对象,开展了Si-Ti合金熔剂精炼耦合电磁定向凝固制备高纯TiSi2晶体的实验研究,研究结果表明,随着Si-39.6wt%Ti合金中合金熔剂工业硅的添加量由13.4%增加到32.2%,其样品底部TiSi2富集层中不同杂质元素的Fe、Mn、Ni、Mg、Al和Ca杂质元素的去除率呈现明显增加的趋势,即溶剂精炼法能够提高TiSi2合金中杂质的去除率,使TiSi2合金的纯度最高达到99.33%。