钛及其合金具有优异的物理、化学性能,是重要的轻型结构材料、新型功能材料,被誉为“未来金属”、“第三金属”。虽然钛元素在地壳中储量丰富,但由于现行的冶炼过程工序繁琐、能耗大、成本高,造成了金属钛的价格昂贵,进而限制了金属钛的更广泛应用。本文以广西某钛业公司的钛精矿为研究对象,基于制取导电性能良好的阳极碳氧化钛（TiC_xO_y）以及电解碳氧化钛（TiC_xO_y）获取金属钛的相关工艺,进行钛铁矿碳热还原制取碳氧化钛物相演化机理及提纯研究,为电解制取金属钛提供高品质前端原料,提升钛铁矿价值,为降低企业制取金属钛的成本和提高企业的竞争力提供基础参数依据。碳热还原考察碳配比、还原温度、还原时间等对制取碳氧化钛的影响,采用物相分析（XRD）和X射线光电子能谱技术（XPS）对还原产物物相进行表征,明确物相组成,结合热力学分析钛铁矿直接还原的机理和物相变化规律,揭示碳氧化钛（TiC_xO_y）物相特征及其反应历程和机理。基于钛精矿碳热还原最优条件制备大量样品,进行煤油浮选脱碳、磁选分离除铁和酸溶除杂试验,得到提纯TiC_xO_y的最佳条件,获得纯度较高的TiC_xO_y产品。碳热还原结果表明:温度越高、碳配比量越充足,碳热还原钛铁矿至碳氧化钛的速度就越快,当配碳量为22.92%～29.95%,温度为1550℃,还原保温时间为10min,可完全还原得到TiC_xO_y和Fe。结合Ti的XPS测试结果和物相XRD结果可以判断碳热还原产物Ti O、TiC、TiC_xO_y,避免利用单一XRD手段产生误判;通过物相结果和热力学分析可知,固体碳还原钛铁矿（Fe Ti O₃）的反应,会生成一定的CO,虽然电炉内与外界以氩气相互流通,但未被氩气及时带走的部分CO气体也参与了部分还原反应,但CO在1550℃下无法将Ti O和Ti₂O₃还原成碳氧化钛,最后生成的碳氧化钛主要是固体碳起还原作用。在1550℃下钛铁矿（Fe Ti O₃）碳热还原过程按下列顺序逐渐发生变化:Fe Ti O₃→Fe Ti₂O₅→Ti₂O₃+Fe→Ti O+Fe→TiC_xO_y+Fe→TiC+Fe;当温度为1400℃时未出现Ti O,其产物顺序为:Fe Ti O₃→Fe Ti₂O₅→Ti₂O₃+Fe→TiC_xO_y+Fe→TiC+Fe。提纯试验结果表明:磨矿粒度达到-400目后浮选能脱除单质碳,磁选分离大部分碳氧化钛,还有部分TiC_xO_y和Fe没有完全解离,磁性含碳氧化钛部分未来考虑加入铁粉进行高温铁浴溶出铁,分离TiC_xO_y;对1.5g TiC_xO_y精矿进行酸溶除杂,当在25℃的条件下,使用5m L的浓度为1mol/L的硝酸,反应时间达到2h,酸溶处理效果最佳,杂质总量和主要杂质元素Ca和Fe含量可分别降低至5.63%、0.68%和1.4%。