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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024064184
(43)【公開日】2024-05-14
(54)【発明の名称】チタン電析物の製造方法
(51)【国際特許分類】
C25C 3/28 20060101AFI20240507BHJP
C25C 7/06 20060101ALI20240507BHJP
【ＦＩ】
C25C3/28
C25C7/06 302
【審査請求】未請求
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022172592
(22)【出願日】2022-10-27
(71)【出願人】
【識別番号】390007227
【氏名又は名称】東邦チタニウム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000523
【氏名又は名称】アクシス国際弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】熊本 和宏
(72)【発明者】
【氏名】金子 拓実
(72)【発明者】
【氏名】中條 雄太
(72)【発明者】
【氏名】山本 晴香
(72)【発明者】
【氏名】鈴木 大輔
【テーマコード（参考）】
4K058
【Ｆターム（参考）】
4K058AA11
4K058BA10
4K058BB06
4K058CB03
4K058CB05
4K058CB12
4K058CB17
4K058CB23
4K058CB30
4K058EB12
4K058EB13
4K058EB16
4K058EC01
4K058EC02
4K058EC04
4K058EC07
4K058FA23
(57)【要約】
【課題】アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することが可能なチタン電析物の製造方法を提供する。
【解決手段】チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるチタン電析物の製造方法であって、導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、粗チタン系材料よりも純度が高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、所定の条件を満たすように電解精製を３回以上実施する電析ステップを含み、１回目の電解精製では、原料を前記粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で陰極上に析出した精製チタン系材料を粗チタン系材料として使用する。
【選択図】なし
【解決手段】チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるチタン電析物の製造方法であって、導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、粗チタン系材料よりも純度が高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、所定の条件を満たすように電解精製を３回以上実施する電析ステップを含み、１回目の電解精製では、原料を前記粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で陰極上に析出した精製チタン系材料を粗チタン系材料として使用する。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるチタン電析物の製造方法であって、
導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、該粗チタン系材料よりも純度が高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、下記（１）～（３）を満たすように電解精製を３回以上実施する電析ステップを含み、
１回目の電解精製では、前記原料を前記粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で前記陰極上に析出した前記精製チタン系材料を前記粗チタン系材料として使用する、チタン電析物の製造方法。
（１）前記溶融塩浴が塩化物浴であり、該塩化物浴が、８０モル％以上の塩化マグネシウムと、１モル％以上の低級塩化チタンとを含む。
（２）前記陰極の平均電流密度が０．６Ａ／ｃｍ2以上である。
（３）前記塩化物浴の浴温が７００℃以上である。
導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、該粗チタン系材料よりも純度が高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、下記（１）～（３）を満たすように電解精製を３回以上実施する電析ステップを含み、
１回目の電解精製では、前記原料を前記粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で前記陰極上に析出した前記精製チタン系材料を前記粗チタン系材料として使用する、チタン電析物の製造方法。
（１）前記溶融塩浴が塩化物浴であり、該塩化物浴が、８０モル％以上の塩化マグネシウムと、１モル％以上の低級塩化チタンとを含む。
（２）前記陰極の平均電流密度が０．６Ａ／ｃｍ2以上である。
（３）前記塩化物浴の浴温が７００℃以上である。
【請求項2】
１回目の電解精製における前記粗チタン系材料のアルミニウム含有量が５質量％以上である、請求項１に記載のチタン電析物の製造方法。
【請求項3】
製造されるチタン電析物のアルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下である、請求項１又は２に記載のチタン電析物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、チタン電析物の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的に、金属チタンの製造は、チタン鉱石と、炭素と、塩素ガスとを反応させることで四塩化チタンを生成させ、その四塩化チタンを金属マグネシウムで還元してスポンジチタン塊を得るクロール法により実施されている。しかしながら、この方法は、チタン鉱石を出発原料とし、塩化や還元の工程を行う他、スポンジチタン塊の破砕や還元で副生される塩化マグネシウムの電気分解も行われ、多数の工程が必要になる。
【0003】
近年、クロール法以外による製錬方法として、溶融塩浴を用いた電解精製でチタン合金を製造する技術が知られている。例えば、特許文献１には、酸化チタンを含むチタン鉱石、アルミニウム及びフッ化カルシウム等の分離剤を加熱処理することで、チタン、アルミニウム及び酸素を含有する導電性の粗チタン系材料を得て、その粗チタン系材料を電解精錬してチタンアルミニウム母合金を陰極に堆積させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特表２０１５－５０７６９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、溶融塩浴を用いた電解精製で金属チタンを製造したいという要望がある。上記のクロール法では高純度の金属チタンを製造できるが、特許文献１に記載されているような溶融塩浴を用いた電解精製では、陰極上に極めて純度が高い金属チタンを析出させることには成功していない。現に特許文献１には、アルミニウムを含む粗チタン系材料を用いて、陰極上にチタンアルミニウム母合金を析出させることしか記載されていない（段落００９３参照）。したがって、不可避的にアルミニウムを含む粗チタン系材料から、電解精製により、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下等といったような十分に少ない金属チタンを得ることができれば、工業的に大きな意義があるといえる。
【0006】
そこで、本発明は一実施形態において、アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することが可能なチタン電析物の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討したところ、チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるチタン電析物の製造方法において、浴組成、電流密度及び浴温が所定の条件を満たす電解精製を３回以上実施する電析ステップを実行することにより、アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することができることを見出し、以下によって例示される発明を創作した。
【0008】
［１］
チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるチタン電析物の製造方法であって、
導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、該粗チタン系材料よりも純度が高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、下記（１）～（３）を満たすように電解精製を３回以上実施する電析ステップを含み、
１回目の電解精製では、前記原料を前記粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で前記陰極上に析出した前記精製チタン系材料を前記粗チタン系材料として使用する、チタン電析物の製造方法。
（１）前記溶融塩浴が塩化物浴であり、該塩化物浴が、８０モル％以上の塩化マグネシウムと、１モル％以上の低級塩化チタンとを含む。
（２）前記陰極の平均電流密度が０．６Ａ／ｃｍ2以上である。
（３）前記塩化物浴の浴温が７００℃以上である。
［２］
１回目の電解精製における前記粗チタン系材料のアルミニウム含有量が５質量％以上である、［１］のチタン電析物の製造方法。
［３］
製造されるチタン電析物のアルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下である、［１］又は［２］のチタン電析物の製造方法。
チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるチタン電析物の製造方法であって、
導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、該粗チタン系材料よりも純度が高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、下記（１）～（３）を満たすように電解精製を３回以上実施する電析ステップを含み、
１回目の電解精製では、前記原料を前記粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で前記陰極上に析出した前記精製チタン系材料を前記粗チタン系材料として使用する、チタン電析物の製造方法。
（１）前記溶融塩浴が塩化物浴であり、該塩化物浴が、８０モル％以上の塩化マグネシウムと、１モル％以上の低級塩化チタンとを含む。
（２）前記陰極の平均電流密度が０．６Ａ／ｃｍ2以上である。
（３）前記塩化物浴の浴温が７００℃以上である。
［２］
１回目の電解精製における前記粗チタン系材料のアルミニウム含有量が５質量％以上である、［１］のチタン電析物の製造方法。
［３］
製造されるチタン電析物のアルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下である、［１］又は［２］のチタン電析物の製造方法。
【発明の効果】
【0009】
本発明の一実施形態によれば、アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】本発明に係るチタン電析物の製造方法の電析ステップの一例を説明するための模式図である。
【図1B】本発明に係るチタン電析物の製造方法の電析ステップの一例を説明するための模式図である。
【図1C】本発明に係るチタン電析物の製造方法の電析ステップの一例を説明するための模式図である。
【図1D】本発明に係るチタン電析物の製造方法の電析ステップの一例を説明するための模式図である。
【図1E】本発明に係るチタン電析物の製造方法の電析ステップの一例を説明するための模式図である。
【図1F】本発明に係るチタン電析物の製造方法の電析ステップの一例を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明は以下に説明する各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除して発明を形成してもよい。なお、図面では、発明に含まれる実施形態等の理解を助けるため概略として示す部材もあり、図示された大きさや位置関係等については必ずしも正確でない場合がある。
【0012】
［チタン電析物の製造方法］
本発明に係るチタン電析物の製造方法の一実施形態は、チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるものであって、導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、該粗チタン系材料よりも純度が高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、下記（１）～（３）を満たすように電解精製を３回以上実施する電析ステップを含む。そして、１回目の電解精製では、上記原料を粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で陰極上に析出した精製チタン系材料を粗チタン系材料として使用する。これにより、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下である高純度金属チタンを製造することができる。
（１）溶融塩浴が塩化物浴であり、該塩化物浴が、８０モル％以上の塩化マグネシウムと、１モル％以上の低級塩化チタンとを含む。
（２）陰極の平均電流密度が０．６Ａ／ｃｍ2以上である。
（３）塩化物浴の浴温が７００℃以上である。
本発明に係るチタン電析物の製造方法の一実施形態は、チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるものであって、導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、該粗チタン系材料よりも純度が高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、下記（１）～（３）を満たすように電解精製を３回以上実施する電析ステップを含む。そして、１回目の電解精製では、上記原料を粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で陰極上に析出した精製チタン系材料を粗チタン系材料として使用する。これにより、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下である高純度金属チタンを製造することができる。
（１）溶融塩浴が塩化物浴であり、該塩化物浴が、８０モル％以上の塩化マグネシウムと、１モル％以上の低級塩化チタンとを含む。
（２）陰極の平均電流密度が０．６Ａ／ｃｍ2以上である。
（３）塩化物浴の浴温が７００℃以上である。
【0013】
先述したように、特許文献１に記載された製造方法では、炭素を含まない反応により抽出を実施し、電解精製で原料として使用される粗チタン系材料が不可避的にアルミニウムを含んでいる。したがって、金属チタン製のチタン電析物を製造するには、上記の粗チタン系材料から、アルミニウム含有量を低減することができる条件で電解精製を行うことが重要である。
【0014】
そこで、本発明者は鋭意検討し、下記（ｉ）～（ｉｖ）の知見を得て、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下という高純度のチタン電析物の製造に成功した。
（ｉ）電解精製において使用される溶融塩浴は塩化物浴とし、所定量の塩化マグネシウムを含むことが有利である。当該塩化物浴の浴組成として塩化マグネシウム含有量が所定量以上である場合、粗チタン系材料の電解精製で得られる精製チタン系材料のアルミニウム含有量が低減する傾向がある。
（ｉｉ）上記の塩化物浴は、塩化マグネシウムの他、所定量の低級塩化チタンを含むことが有利である。当該塩化物浴の低級塩化チタン含有量は、精製チタン系材料のアルミニウム含有量に影響する。
（ｉｉｉ）電解精製では、陰極の電流密度を所定の値以上に制御することが有利である。これにより、精製チタン系材料のアルミニウム含有量が低減する傾向がある。また、電解精製では、塩化物浴の浴温を所定の値範囲内とすることが有利である。これにより、精製チタン系材料のアルミニウム含有量が低減する傾向がある。
（ｉｖ）（ｉ）～（ｉｉｉ）の条件を満足する電解精製を３回以上実施する。
（ｉ）電解精製において使用される溶融塩浴は塩化物浴とし、所定量の塩化マグネシウムを含むことが有利である。当該塩化物浴の浴組成として塩化マグネシウム含有量が所定量以上である場合、粗チタン系材料の電解精製で得られる精製チタン系材料のアルミニウム含有量が低減する傾向がある。
（ｉｉ）上記の塩化物浴は、塩化マグネシウムの他、所定量の低級塩化チタンを含むことが有利である。当該塩化物浴の低級塩化チタン含有量は、精製チタン系材料のアルミニウム含有量に影響する。
（ｉｉｉ）電解精製では、陰極の電流密度を所定の値以上に制御することが有利である。これにより、精製チタン系材料のアルミニウム含有量が低減する傾向がある。また、電解精製では、塩化物浴の浴温を所定の値範囲内とすることが有利である。これにより、精製チタン系材料のアルミニウム含有量が低減する傾向がある。
（ｉｖ）（ｉ）～（ｉｉｉ）の条件を満足する電解精製を３回以上実施する。
【0015】
電析ステップ前には、抽出ステップを行ってもよい。当該抽出ステップは、例えば特許文献１に記載されている。電析ステップで使用される粗チタン系材料は、そのような公知の方法に基づき製造可能である他、適宜入手して使用してもよい。以下に抽出ステップ及び電析ステップの詳細について説明するが、これに限らない。なお、前記抽出ステップは、反応の原料として炭素を含まない。すなわち、チタン酸化物の脱酸に炭素原料を使用しない。
【0016】
＜抽出ステップ＞
抽出ステップは抽出物を作製するために行われる。当該抽出物は、後述する電析ステップで使用される原料となりうる。
抽出ステップは、酸化チタンを含むチタン鉱石と、アルミニウムとを含む化学ブレンドを例えば加熱装置で加熱処理して、抽出物を得る。このときの反応は複雑だが総じて、例えば、３ＴｉＯ2＋４Ａｌ→３Ｔｉ＋２Ａｌ2Ｏ3の反応が起きると考えられる。ここで、Ｔｉは抽出物に相当し、Ａｌ及びＯが含まれるが、導電性を有するものである。アルミニウムは後述の電析ステップで得られる陽極残渣中に含まれている場合があり、これを抽出ステップで使用することもできるが、通常は、別途準備したアルミニウムを化学ブレンドに混合することが多い。なお、化学ブレンドはさらに分離剤を含んでよい。抽出ステップで得られる抽出物は比較的高い導電性を有するので、後述する電析ステップに用いることができる。上記加熱処理後、不純物除去の観点から、抽出物の表面に付着しているスラグ等を後処理（例えば、ブラスト処理）にて除去することが好ましい。
チタン鉱石中の酸化チタン含有量は限定されないが、例えば５０質量％以上であり、例えば８０質量％以上であり、例えば９０質量％以上である。チタン鉱石は、アップグレード品を使用してもよい。
抽出ステップは抽出物を作製するために行われる。当該抽出物は、後述する電析ステップで使用される原料となりうる。
抽出ステップは、酸化チタンを含むチタン鉱石と、アルミニウムとを含む化学ブレンドを例えば加熱装置で加熱処理して、抽出物を得る。このときの反応は複雑だが総じて、例えば、３ＴｉＯ2＋４Ａｌ→３Ｔｉ＋２Ａｌ2Ｏ3の反応が起きると考えられる。ここで、Ｔｉは抽出物に相当し、Ａｌ及びＯが含まれるが、導電性を有するものである。アルミニウムは後述の電析ステップで得られる陽極残渣中に含まれている場合があり、これを抽出ステップで使用することもできるが、通常は、別途準備したアルミニウムを化学ブレンドに混合することが多い。なお、化学ブレンドはさらに分離剤を含んでよい。抽出ステップで得られる抽出物は比較的高い導電性を有するので、後述する電析ステップに用いることができる。上記加熱処理後、不純物除去の観点から、抽出物の表面に付着しているスラグ等を後処理（例えば、ブラスト処理）にて除去することが好ましい。
チタン鉱石中の酸化チタン含有量は限定されないが、例えば５０質量％以上であり、例えば８０質量％以上であり、例えば９０質量％以上である。チタン鉱石は、アップグレード品を使用してもよい。
【0017】
（分離剤）
分離剤は、抽出ステップにおいて抽出物と副生物であるスラグとを分離する目的で化学ブレンドに含まれる。よって、抽出ステップにおいて抽出物とスラグとを分離できるものが分離剤に該当する。例えば、分離剤はフッ化カルシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カリウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、塩化カルシウム及びフッ化ナトリウムから選ばれる１種以上を含むことが好ましく、フッ化カルシウムを含有することがより好ましい。分離剤はフッ化カルシウム単独であってもよい。
分離剤は、抽出ステップにおいて抽出物と副生物であるスラグとを分離する目的で化学ブレンドに含まれる。よって、抽出ステップにおいて抽出物とスラグとを分離できるものが分離剤に該当する。例えば、分離剤はフッ化カルシウム、フッ化アルミニウム、フッ化カリウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、塩化カルシウム及びフッ化ナトリウムから選ばれる１種以上を含むことが好ましく、フッ化カルシウムを含有することがより好ましい。分離剤はフッ化カルシウム単独であってもよい。
【0018】
（化学ブレンド）
上記化学ブレンドを作製するために、チタンとアルミニウムと分離剤との投入量のモル比は、例えばチタンを１とした場合、アルミニウムが０．６７以上かつ１．３以下、分離剤が２．０以上かつ２．３以下になるように調整する。
上記化学ブレンドを作製するために、チタンとアルミニウムと分離剤との投入量のモル比は、例えばチタンを１とした場合、アルミニウムが０．６７以上かつ１．３以下、分離剤が２．０以上かつ２．３以下になるように調整する。
【0019】
（加熱装置）
加熱装置は、加熱処理して抽出物を製造するための装置である。加熱装置としては例えば高周波誘導加熱装置等が挙げられる。当該高周波誘導加熱装置は、例えば、カーボン製の坩堝と、該坩堝の外壁上にソレノイド状の誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルに接続された高周波電源とを備えるものであればよい。坩堝内の化学ブレンドに導電性の金属が含まれるので、高速加熱が可能であると考えられる。
加熱装置は、加熱処理して抽出物を製造するための装置である。加熱装置としては例えば高周波誘導加熱装置等が挙げられる。当該高周波誘導加熱装置は、例えば、カーボン製の坩堝と、該坩堝の外壁上にソレノイド状の誘導加熱コイルと、該誘導加熱コイルに接続された高周波電源とを備えるものであればよい。坩堝内の化学ブレンドに導電性の金属が含まれるので、高速加熱が可能であると考えられる。
【0020】
（加熱処理条件）
加熱処理条件について、例えば、不活性ガス（例えばＡｒガス）雰囲気下、容器内部の温度が例えば１５００℃以上かつ１８００℃以下である。また、容器の内壁の材質としては、耐熱性等の観点から、例えば、カーボンやセラミックス等が挙げられる。
加熱処理条件について、例えば、不活性ガス（例えばＡｒガス）雰囲気下、容器内部の温度が例えば１５００℃以上かつ１８００℃以下である。また、容器の内壁の材質としては、耐熱性等の観点から、例えば、カーボンやセラミックス等が挙げられる。
【0021】
（抽出ステップで得られる抽出物の組成）
抽出ステップで得られた抽出物については、例えばチタン含有量が６０質量％以上かつ９５質量％以下であり、アルミニウム含有量が１質量％以上かつ２０質量％以下であり、酸素含有量が１質量％以上かつ２０質量％以下である。なお、当該抽出ステップで得られる抽出物は、アルミニウム含有量及び酸素含有量が高いが、後述する電析ステップで良好に精製されて、アルミニウム含有量及び酸素含有量が低減され、精製チタン系材料になる。
なお、上記チタン含有量は、下限側として例えば７０質量％以上である。
また、上記アルミニウム含有量は下限側として例えば５質量％以上である。一方、上記アルミニウム含有量は上限側として例えば１５質量％以下である。
また、上記酸素含有量は上限側として例えば１５質量％以下である。
本発明においてはアルミニウム含有量及び酸素含有量が高い抽出物であっても、そのような不純物含有量が少なく純度が高い金属チタンを得ることができる。
なお、当該抽出物の各成分の不純物含有量の測定方法については以下の通りである。まず、抽出物から一部採取して測定用試料を準備し、該測定用試料を、金属成分はＩＣＰ発光分光分析法（例えばＰＳ３５２０ＵＶＤＤＩＩ、ＨＩＴＡＣＨＩ社製を使用する）、酸素は不活性ガス融解－赤外線吸収法（例えばＴＣ－４３６ＡＲ、ＬＥＣＯ社製を使用する）により各成分の不純物含有量を測定可能である。
抽出ステップで得られた抽出物については、例えばチタン含有量が６０質量％以上かつ９５質量％以下であり、アルミニウム含有量が１質量％以上かつ２０質量％以下であり、酸素含有量が１質量％以上かつ２０質量％以下である。なお、当該抽出ステップで得られる抽出物は、アルミニウム含有量及び酸素含有量が高いが、後述する電析ステップで良好に精製されて、アルミニウム含有量及び酸素含有量が低減され、精製チタン系材料になる。
なお、上記チタン含有量は、下限側として例えば７０質量％以上である。
また、上記アルミニウム含有量は下限側として例えば５質量％以上である。一方、上記アルミニウム含有量は上限側として例えば１５質量％以下である。
また、上記酸素含有量は上限側として例えば１５質量％以下である。
本発明においてはアルミニウム含有量及び酸素含有量が高い抽出物であっても、そのような不純物含有量が少なく純度が高い金属チタンを得ることができる。
なお、当該抽出物の各成分の不純物含有量の測定方法については以下の通りである。まず、抽出物から一部採取して測定用試料を準備し、該測定用試料を、金属成分はＩＣＰ発光分光分析法（例えばＰＳ３５２０ＵＶＤＤＩＩ、ＨＩＴＡＣＨＩ社製を使用する）、酸素は不活性ガス融解－赤外線吸収法（例えばＴＣ－４３６ＡＲ、ＬＥＣＯ社製を使用する）により各成分の不純物含有量を測定可能である。
【0022】
（比抵抗）
抽出ステップで製造される抽出物の室温での比抵抗は、電解精製を適切に実施する観点から、上限側として例えば１×１０-4Ω・ｍ以下であってよい。また、当該抽出物は導電性を有するものであって、適度に通電可能であればよいので、比抵抗の下限側は特段限定されないが、敢えて例示すれば１×１０-8Ω・ｍ以上であってよい。測定方法の一例としては、抽出物から採取された測定用試料を１０ｍｍ角のブロック形状に切断し、切断後の測定用試料を２端子測定法（例えば低抵抗計３５６６－ＲＹ（鶴賀電機株式会社製）を使用する）により室温にて比抵抗を測定する。
抽出ステップで製造される抽出物の室温での比抵抗は、電解精製を適切に実施する観点から、上限側として例えば１×１０-4Ω・ｍ以下であってよい。また、当該抽出物は導電性を有するものであって、適度に通電可能であればよいので、比抵抗の下限側は特段限定されないが、敢えて例示すれば１×１０-8Ω・ｍ以上であってよい。測定方法の一例としては、抽出物から採取された測定用試料を１０ｍｍ角のブロック形状に切断し、切断後の測定用試料を２端子測定法（例えば低抵抗計３５６６－ＲＹ（鶴賀電機株式会社製）を使用する）により室温にて比抵抗を測定する。
【0023】
＜電析ステップ＞
電析ステップは、導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、該粗チタン系材料よりも純度の高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、上記（１）～（３）を満たす条件の電解精製を３回以上実施する。そして、１回目の電解精製では、例えば上記抽出ステップで得られた抽出物等の原料を粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で陰極上に析出した精製チタン系材料を粗チタン系材料として使用する。
これにより、粗チタン系材料が精製されることで該粗チタン系材料の、チタン以外の不純物（アルミニウムや酸素）の含有量が低減され、粗チタン系材料よりもチタン含有量が多い精製チタン系材料が得られる。当該電析ステップでは、アルミニウムを例えば１質量％以上かつ２０質量％以下含む粗チタン系材料を含む陽極を使用した場合、電解精製を１又は２回実施しても、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下である精製チタン系材料を得ることは困難である。
なお、一実施形態では、電解精製を実施する回数を増やすにつれ、精製チタン系材料はチタン含有量が高くなり、アルミニウム含有量がより確実に低減される。そして、電析物である純度が高い金属チタンが得られる。ただし、製造コストの観点から、電解精製を実施する回数を適宜採択すればよいが、５回以下が好ましく、４回以下がより好ましい。なお、当該電析ステップでは、上記（１）～（３）を満たす電解精製の回数が３回以上であれば、上記（１）～（３）のうちの少なくとも１つを満たさない電解精製を更に実施してもよい。また、上記（１）～（３）のうちの少なくとも１つを満たさない電解精製を実施する時期については、特に限定されるものではない。
電析ステップは、導電性を有する粗チタン系材料を含む陽極と、該粗チタン系材料よりも純度の高い精製チタン系材料が析出する陰極とを用いて、上記（１）～（３）を満たす条件の電解精製を３回以上実施する。そして、１回目の電解精製では、例えば上記抽出ステップで得られた抽出物等の原料を粗チタン系材料として使用し、２回目以降の電解精製では、前回の電解精製で陰極上に析出した精製チタン系材料を粗チタン系材料として使用する。
これにより、粗チタン系材料が精製されることで該粗チタン系材料の、チタン以外の不純物（アルミニウムや酸素）の含有量が低減され、粗チタン系材料よりもチタン含有量が多い精製チタン系材料が得られる。当該電析ステップでは、アルミニウムを例えば１質量％以上かつ２０質量％以下含む粗チタン系材料を含む陽極を使用した場合、電解精製を１又は２回実施しても、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下である精製チタン系材料を得ることは困難である。
なお、一実施形態では、電解精製を実施する回数を増やすにつれ、精製チタン系材料はチタン含有量が高くなり、アルミニウム含有量がより確実に低減される。そして、電析物である純度が高い金属チタンが得られる。ただし、製造コストの観点から、電解精製を実施する回数を適宜採択すればよいが、５回以下が好ましく、４回以下がより好ましい。なお、当該電析ステップでは、上記（１）～（３）を満たす電解精製の回数が３回以上であれば、上記（１）～（３）のうちの少なくとも１つを満たさない電解精製を更に実施してもよい。また、上記（１）～（３）のうちの少なくとも１つを満たさない電解精製を実施する時期については、特に限定されるものではない。
【0024】
一実施形態では、上記（１）～（３）を満たす電解精製を３回以上行うにあたり、各電解精製において粗チタン系材料と比べ、アルミニウム含有量が低減された精製チタン系材料を陰極の表面上に得ることができる。また、酸素含有量も良好に低減された精製チタン系材料を得ることができる。
【0025】
（電解装置）
一実施形態においては、種々の電解装置を用いることができる。図１Ａに示す電解装置１００の一例はバッチ式であり、塩化物浴Ｂｆを貯留する密閉容器状の電解槽１１０と、塩化物浴Ｂｆに浸漬させて配置する陽極１２０及び陰極１３０を含む電極と、陽極１２０及び陰極１３０に導電線を介して接続されて、該陽極１２０及び該陰極１３０に通電する電源（不図示）とを備えるものが挙げられる。図示は省略するが、電解装置１００は陽極及び陰極を設置し、或いは、取り出すとき等のために通常は開閉可能の構造である。また、図示は省略するが、塩化物浴Ｂｆ上の空間を不活性ガス雰囲気とするために、電解装置１００はガスの給排気を行う開口を備える。また、図示は省略するが、電解装置１００は適宜の箇所にヒータを備え、加熱により塩化物浴Ｂｆの溶融状態を維持できる。なお、電解槽１１０の材質は耐熱性及び耐腐食性を有していれば特に限定されるものではない。また、電極には、複極を更に含むこともある。
一実施形態においては、種々の電解装置を用いることができる。図１Ａに示す電解装置１００の一例はバッチ式であり、塩化物浴Ｂｆを貯留する密閉容器状の電解槽１１０と、塩化物浴Ｂｆに浸漬させて配置する陽極１２０及び陰極１３０を含む電極と、陽極１２０及び陰極１３０に導電線を介して接続されて、該陽極１２０及び該陰極１３０に通電する電源（不図示）とを備えるものが挙げられる。図示は省略するが、電解装置１００は陽極及び陰極を設置し、或いは、取り出すとき等のために通常は開閉可能の構造である。また、図示は省略するが、塩化物浴Ｂｆ上の空間を不活性ガス雰囲気とするために、電解装置１００はガスの給排気を行う開口を備える。また、図示は省略するが、電解装置１００は適宜の箇所にヒータを備え、加熱により塩化物浴Ｂｆの溶融状態を維持できる。なお、電解槽１１０の材質は耐熱性及び耐腐食性を有していれば特に限定されるものではない。また、電極には、複極を更に含むこともある。
【0026】
（溶融塩浴）
所定量の塩化マグネシウムを含有する塩化物浴は、チタン電析物中のアルミニウム含有量および酸素含有量を低減できる点で有効である。当該塩化マグネシウム含有量は、８０モル％以上であり、例えば８５モル％以上であり、また例えば８８モル％以上である。なお、上記塩化物浴は、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化ベリリウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウムから選択される１種以上の金属塩化物を含んでもよく、当該金属塩化物を例えば１９モル％以下、また例えば９モル％以下、また例えば５モル％以下含有してもよい。
また、チタン電析物中のアルミニウム含有量を低減させる観点から、塩化物浴における低級塩化チタンの含有量は、１モル％以上であり、例えば２モル％以上であり、また例えば３モル％以上である。なお、低級塩化チタン含有量の上限はあえて例を挙げると２０モル％以下とすることがある。また、低級塩化チタン含有量の上限は、１５モル％以下でもよく、１２モル％以下でもよく、８モル％以下でもよく、５モル％以下でもよい。該低級塩化チタンは、四塩化チタンよりも低級のチタン塩化物を意味し、二塩化チタン（ＴｉＣｌ2）及び三塩化チタン（ＴｉＣｌ3）等が挙げられる。塩化物浴が低級塩化チタンを含むものとするため、塩化物浴に、別途得られたチタン塩化物を加えてよい。また、塩化物浴にスポンジチタン等の金属チタンを投入し、四塩化チタンを接触させることで、塩化物浴中で低級塩化チタンを生成させてもよい。
さらに、塩化物浴は塩化マグネシウム及び低級塩化チタンからなり、それ以外の金属塩化物を含まないものであってもよい。この場合、精製チタン系材料におけるアルミニウム含有量をより一層低減させることができる。
上記のような金属塩化物は、チタン電析物の組成や操業温度等を考慮して、その具体的な塩の種類や含有量を適宜決定することができる。
ここで、上記のモル基準の含有量は以下のようにして計算する。塩化物浴から採取した溶融塩のサンプルを固化させた後、そのサンプルの成分を、ＩＣＰ発光分光分析法及び原子吸光分析法で分析することにより、塩化物浴Ｂｆ中の各金属イオンのモル基準の含有量を算出する。仮に塩化物浴中にＭｇＣｌ2、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ2、ＬｉＣｌ、ＴｉＣｌ2及びＴｉＣｌ3が含まれていた場合、ＮａとＫは原子吸光分析法、その他はＩＣＰ発光分光分析法により定量可能であり、金属イオンの含有量の合計（Ｍｍ）は、マグネシウムイオンの含有量、ナトリウムイオンの含有量、カリウムイオンの含有量、カルシウムイオンの含有量、リチウムイオンの含有量及び、チタンイオンの含有量を足し合わせて求める。塩化物浴中に含まれる各成分のモル基準の含有量は、当該各成分の金属イオンの含有量を当該金属イオンの含有量の合計（Ｍｍ）で除して百分率で表すことにより算出することができる。以上のようにして、塩化物浴に含まれる金属イオンの含有量に基づき、塩化物の含有量を求める。
所定量の塩化マグネシウムを含有する塩化物浴は、チタン電析物中のアルミニウム含有量および酸素含有量を低減できる点で有効である。当該塩化マグネシウム含有量は、８０モル％以上であり、例えば８５モル％以上であり、また例えば８８モル％以上である。なお、上記塩化物浴は、塩化リチウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化ルビジウム、塩化セシウム、塩化ベリリウム、塩化カルシウム、塩化ストロンチウム、塩化バリウムから選択される１種以上の金属塩化物を含んでもよく、当該金属塩化物を例えば１９モル％以下、また例えば９モル％以下、また例えば５モル％以下含有してもよい。
また、チタン電析物中のアルミニウム含有量を低減させる観点から、塩化物浴における低級塩化チタンの含有量は、１モル％以上であり、例えば２モル％以上であり、また例えば３モル％以上である。なお、低級塩化チタン含有量の上限はあえて例を挙げると２０モル％以下とすることがある。また、低級塩化チタン含有量の上限は、１５モル％以下でもよく、１２モル％以下でもよく、８モル％以下でもよく、５モル％以下でもよい。該低級塩化チタンは、四塩化チタンよりも低級のチタン塩化物を意味し、二塩化チタン（ＴｉＣｌ2）及び三塩化チタン（ＴｉＣｌ3）等が挙げられる。塩化物浴が低級塩化チタンを含むものとするため、塩化物浴に、別途得られたチタン塩化物を加えてよい。また、塩化物浴にスポンジチタン等の金属チタンを投入し、四塩化チタンを接触させることで、塩化物浴中で低級塩化チタンを生成させてもよい。
さらに、塩化物浴は塩化マグネシウム及び低級塩化チタンからなり、それ以外の金属塩化物を含まないものであってもよい。この場合、精製チタン系材料におけるアルミニウム含有量をより一層低減させることができる。
上記のような金属塩化物は、チタン電析物の組成や操業温度等を考慮して、その具体的な塩の種類や含有量を適宜決定することができる。
ここで、上記のモル基準の含有量は以下のようにして計算する。塩化物浴から採取した溶融塩のサンプルを固化させた後、そのサンプルの成分を、ＩＣＰ発光分光分析法及び原子吸光分析法で分析することにより、塩化物浴Ｂｆ中の各金属イオンのモル基準の含有量を算出する。仮に塩化物浴中にＭｇＣｌ2、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＣａＣｌ2、ＬｉＣｌ、ＴｉＣｌ2及びＴｉＣｌ3が含まれていた場合、ＮａとＫは原子吸光分析法、その他はＩＣＰ発光分光分析法により定量可能であり、金属イオンの含有量の合計（Ｍｍ）は、マグネシウムイオンの含有量、ナトリウムイオンの含有量、カリウムイオンの含有量、カルシウムイオンの含有量、リチウムイオンの含有量及び、チタンイオンの含有量を足し合わせて求める。塩化物浴中に含まれる各成分のモル基準の含有量は、当該各成分の金属イオンの含有量を当該金属イオンの含有量の合計（Ｍｍ）で除して百分率で表すことにより算出することができる。以上のようにして、塩化物浴に含まれる金属イオンの含有量に基づき、塩化物の含有量を求める。
【0027】
塩化物浴の浴温は７００℃以上とし、好ましくは７００℃以上かつ９００℃以下である。この浴温の範囲内であれば、塩化物浴に低級塩化チタンを良好に含ませることができる。また、浴温をある程度の高さとすることにより、チタン電析物のアルミニウム含有量を良好に低減できる。さらには、過度な加熱を要さずに電解精製を実施できる。塩化物浴の温度の下限側は例えば７３０℃以上であり、また例えば７５０℃以上である。また、塩化物浴の温度の上限側は例えば８５０℃以下である。
【0028】
（陽極）
陽極１２０の形状は特に限定されるものではないが、例えば、棒状、動かしながら使用する長尺の帯状、板状若しくは筒状、円柱その他の柱状又は、塊状等のものが挙げられる。また、粗チタン系材料１２１の形状は特に限定されるものではないが、例えば、前記陽極の各形状としうる他、粒状等のものが挙げられる。また、陽極１２０の数は、陰極１３０の数にもよるが、１又は複数とすることができる。
例えば、粒状の粗チタン系材料１２１では、当該粗チタン系材料を導電性の容器１２２に格納して、陽極１２０を構成してよい。陽極１２０が容器１２２を含む場合、その容器１２２の外観形状が陽極１２０の形状になる場合がある。
陽極１２０の形状は特に限定されるものではないが、例えば、棒状、動かしながら使用する長尺の帯状、板状若しくは筒状、円柱その他の柱状又は、塊状等のものが挙げられる。また、粗チタン系材料１２１の形状は特に限定されるものではないが、例えば、前記陽極の各形状としうる他、粒状等のものが挙げられる。また、陽極１２０の数は、陰極１３０の数にもよるが、１又は複数とすることができる。
例えば、粒状の粗チタン系材料１２１では、当該粗チタン系材料を導電性の容器１２２に格納して、陽極１２０を構成してよい。陽極１２０が容器１２２を含む場合、その容器１２２の外観形状が陽極１２０の形状になる場合がある。
【0029】
なお、例えば、陽極１２０に含まれ得る容器１２２は、上側から塩化物浴Ｂｆ中に吊り下げて配置してもよいし、また例えば図面に示していないが、上側から吊り下げず、電解槽１１０の底面上に配置した台座（不図示）で下側から支持してもよい。台座の形状は容器１２２の形状に鑑みて適宜決定可能である。容器１２２の底壁が円環状である場合は、容器１２２の形状に合わせて、台座は円筒状のものでもよいが、等間隔に複数配置された柱状のものとしてもよい。また、台座は、電解精製中、容器１２２と導通しないように絶縁性であれば良いので、例えばセラミックス製が好適であり、中でも塩化物浴に対する不溶性の観点から、耐火レンガ製がより好適である。
【0030】
（容器）
容器１２２は、粗チタン系材料１２１や電析後の陽極残渣１２４、１２７、１２９を格納するものであり、導電性を有する。容器１２２の形状は特段限定されず、その外観形状は例えば前記陽極の各形状としてよい。容器１２２は粗チタン系材料１２１を格納しその状態で電解精製が行われるので、通常は多数の貫通孔が設けられる。容器１２２は、例えば、貫通孔が設けられたバスケット型のものを用いることができる。容器１２２は一例として、その外観が有底筒状であって、円環状の底壁１２２ａと、該底壁１２２ａから上方に延在した内側壁１２２ｂと、該底壁１２２ａから上方に延在した外側壁１２２ｃとを備え、上方に開口部が形成されている。当該容器１２２は、少なくとも、陰極１３０と対向する内側壁１２２ｂに貫通孔１２２ｄを有していればよく、外側壁１２２ｃに貫通孔１２２ｄを更に有していてもよい。内側壁１２２ｂ及び外側壁１２２ｃは、複数の貫通孔１２２ｄを有していれば更によい。複数の貫通孔１２２ｄの配列は特に限定されるものではなく、格子状でもよく、千鳥状でもよい。また、粗チタン系材料１２１を容器１２２の内部に保持できることを前提とし、前記底壁１２２ａが貫通孔１２２ｄを有してもよい。
容器１２２は、粗チタン系材料１２１や電析後の陽極残渣１２４、１２７、１２９を格納するものであり、導電性を有する。容器１２２の形状は特段限定されず、その外観形状は例えば前記陽極の各形状としてよい。容器１２２は粗チタン系材料１２１を格納しその状態で電解精製が行われるので、通常は多数の貫通孔が設けられる。容器１２２は、例えば、貫通孔が設けられたバスケット型のものを用いることができる。容器１２２は一例として、その外観が有底筒状であって、円環状の底壁１２２ａと、該底壁１２２ａから上方に延在した内側壁１２２ｂと、該底壁１２２ａから上方に延在した外側壁１２２ｃとを備え、上方に開口部が形成されている。当該容器１２２は、少なくとも、陰極１３０と対向する内側壁１２２ｂに貫通孔１２２ｄを有していればよく、外側壁１２２ｃに貫通孔１２２ｄを更に有していてもよい。内側壁１２２ｂ及び外側壁１２２ｃは、複数の貫通孔１２２ｄを有していれば更によい。複数の貫通孔１２２ｄの配列は特に限定されるものではなく、格子状でもよく、千鳥状でもよい。また、粗チタン系材料１２１を容器１２２の内部に保持できることを前提とし、前記底壁１２２ａが貫通孔１２２ｄを有してもよい。
【0031】
当該容器１２２の比抵抗は、消費電力を低減しつつ電解精製を実施する観点から、上限側として例えば１×１０-4Ω・ｍ以下であればよい。また、当該容器１２２は導電性を有するものであって、適度に通電可能であればよいので、比抵抗の下限側は特段限定されないが、敢えて例示すると１×１０-8Ω・ｍ以上であればよい。なお、測定方法の一例としては、所定の大きさに切り出した測定用試料の抵抗を２端子測定法（低抵抗計３５６６－ＲＹ、鶴賀電機株式会社製）などで室温にて測定することにより比抵抗を測定する。
【0032】
容器１２２の材質としては、塩化物浴に対して不溶性であればよく、例えばニッケル、Ｎｉ基合金（例えば、ハステロイ）、鉄及びカーボン等が挙げられる。これらの材質からなる容器１２２は電解精製中、塩化物浴Ｂｆ中にほとんど溶出されず、主に該容器１２２内の粗チタン系材料１２１が溶出される。当該容器１２２の材質は、中でも、耐衝撃性の観点から、ニッケル、Ｎｉ基合金（例えば、ハステロイ）及び鉄が好ましく、ニッケルがより好ましい。また、例えば容器１２２が鋼で構成されている場合、鋼の表面にメッキ処理を施すことでニッケルメッキを形成してもよい。
【0033】
（陰極）
電解精製の間、精製チタン系材料やチタン電析物のアルミニウム含有量を良好に低減する観点から、陰極１３０の平均電流密度は、０．６Ａ／ｃｍ2以上であり、例えば０．８Ａ／ｃｍ2以上である。なお、塩化物浴の成分の分解等の意図しない反応を抑制する観点から、陰極１３０の平均電流密度は、典型的に１．５Ａ／ｃｍ2以下であり、より典型的に１．２Ａ／ｃｍ2以下である。ここで、陰極１３０の平均電流密度は、下記式（Ｉ）により算出することができる。
平均電流密度（Ａ／ｃｍ2）＝電流（Ａ）÷電解面積（ｃｍ2）・・・（Ｉ）
ここで、電解面積については、例えば陰極が円柱状である場合、下記式（ＩＩ）で算出する。
電解面積（ｃｍ2）＝陰極浸漬表面積＝陰極直径（ｃｍ）×π×陰極浸漬高さ（ｃｍ）・・・（ＩＩ）
なお、電極に流す電流を、連続的に流す（いわゆる、定電流とも称する。）こととする他、電流値をゼロ（すなわち通電しない）にする通電停止期間が設けられて通電期間と通電停止期間が交互に繰り返されるパルス電流としてもよい。この場合、上記平均電流密度は、平均電流を電解面積で除して求められる。ここで、平均電流（Ａ）は、所定時間流した電気量（単位：Ｃ（クーロン））の合計を時間（単位：秒）で除して求められる。
電解精製の間、精製チタン系材料やチタン電析物のアルミニウム含有量を良好に低減する観点から、陰極１３０の平均電流密度は、０．６Ａ／ｃｍ2以上であり、例えば０．８Ａ／ｃｍ2以上である。なお、塩化物浴の成分の分解等の意図しない反応を抑制する観点から、陰極１３０の平均電流密度は、典型的に１．５Ａ／ｃｍ2以下であり、より典型的に１．２Ａ／ｃｍ2以下である。ここで、陰極１３０の平均電流密度は、下記式（Ｉ）により算出することができる。
平均電流密度（Ａ／ｃｍ2）＝電流（Ａ）÷電解面積（ｃｍ2）・・・（Ｉ）
ここで、電解面積については、例えば陰極が円柱状である場合、下記式（ＩＩ）で算出する。
電解面積（ｃｍ2）＝陰極浸漬表面積＝陰極直径（ｃｍ）×π×陰極浸漬高さ（ｃｍ）・・・（ＩＩ）
なお、電極に流す電流を、連続的に流す（いわゆる、定電流とも称する。）こととする他、電流値をゼロ（すなわち通電しない）にする通電停止期間が設けられて通電期間と通電停止期間が交互に繰り返されるパルス電流としてもよい。この場合、上記平均電流密度は、平均電流を電解面積で除して求められる。ここで、平均電流（Ａ）は、所定時間流した電気量（単位：Ｃ（クーロン））の合計を時間（単位：秒）で除して求められる。
【0034】
また、陰極１３０は、その形状が例えば棒状であり、この場合精製チタン系材料が析出するその陰極１３０の表面の少なくとも一部が、曲面形状であってもよい。陰極１３０の形状は特段限定されず、例えば、動かしながら使用する長尺の帯状、板状若しくは筒状、円柱その他の柱状又は、塊状等のものが挙げられる。また、陰極１３０の数は、陽極１２０の数にもよるが、１本又は複数本とすることがある。陰極１３０の材質は特に限定されない。例えば、陰極１３０は少なくともその表面がチタン、モリブデン、ガラス状炭素及びタングステンからなる群から選択される少なくとも一種を９０質量％以上含有することがある。陰極１３０は、その表面がチタン製であってもよい。また、陰極１３０はその全体がチタン、モリブデン、ガラス状炭素及びタングステンからなる群から選択される少なくとも一種で構成されてもよく、チタン製であってもよい。
【0035】
陽極１２０と陰極１３０の電極間距離は特に限定されるものではないが、例えば２０ｍｍ以上かつ７００ｍｍ以下である。
【0036】
次に、上記（１）～（３）を満たすように電解精製を３回実施してチタン電析物を製造する一例について図１Ａ～図１Ｆ及び図２を用いてそれぞれ説明する。
なお、１回目から３回目まで、上記（１）～（３）を満たすように電解精製を実施しているならば、各回の電解精製が同一条件である必要はない。
また、図１Ａ～図１Ｆに示される各導電線は、電源（不図示）にそれぞれ接続可能であり、該電源の制御機構（不図示）は、各陽極及び各陰極に応じて電流を供給する導電線を適宜切り替えることができるものとする。
なお、図中の容器の形状については、一例に過ぎず、この形状に限定されるものはない。
なお、１回目から３回目まで、上記（１）～（３）を満たすように電解精製を実施しているならば、各回の電解精製が同一条件である必要はない。
また、図１Ａ～図１Ｆに示される各導電線は、電源（不図示）にそれぞれ接続可能であり、該電源の制御機構（不図示）は、各陽極及び各陰極に応じて電流を供給する導電線を適宜切り替えることができるものとする。
なお、図中の容器の形状については、一例に過ぎず、この形状に限定されるものはない。
【0037】
＜１回目の電解精製＞
１回目の電解精製は、先述した所定の抽出物等の原料を粗チタン系材料とし、塩化物浴Ｂｆで、該粗チタン系材料を含む電極を用いて電解精製することで精製チタン系材料を得る。なお、１回目の電解精製における粗チタン系材料としては、アルミニウム含有量が１質量％以上、また５質量％以上のものを使用可能であり、例えば先述した抽出ステップで得られたものを使用すればよい。
例えば、１回目の電解精製において、図１Ａに示すように、多数の貫通孔を設けたニッケル製の容器１２２と該容器１２２内に載置された粗チタン系材料１２１とを含む陽極１２０と、チタン製陰極１３０とを塩化物浴Ｂｆにそれぞれ配置する。次いで、容器１２２及び陰極１３０に接続された導電線ＥＬを介して制御機構により電圧を印加して容器１２２に格納された粗チタン系材料１２１及び陰極１３０へ通電することで、１回目の電解精製を実施する。
なお、図面では、容器１２２に粗チタン系材料１２１を格納しているが、例えば複数の容器を使用し、別々の容器にそれぞれ陽極１２０の粗チタン系材料１２１を格納してもよい。
１回目の電解精製は、先述した所定の抽出物等の原料を粗チタン系材料とし、塩化物浴Ｂｆで、該粗チタン系材料を含む電極を用いて電解精製することで精製チタン系材料を得る。なお、１回目の電解精製における粗チタン系材料としては、アルミニウム含有量が１質量％以上、また５質量％以上のものを使用可能であり、例えば先述した抽出ステップで得られたものを使用すればよい。
例えば、１回目の電解精製において、図１Ａに示すように、多数の貫通孔を設けたニッケル製の容器１２２と該容器１２２内に載置された粗チタン系材料１２１とを含む陽極１２０と、チタン製陰極１３０とを塩化物浴Ｂｆにそれぞれ配置する。次いで、容器１２２及び陰極１３０に接続された導電線ＥＬを介して制御機構により電圧を印加して容器１２２に格納された粗チタン系材料１２１及び陰極１３０へ通電することで、１回目の電解精製を実施する。
なお、図面では、容器１２２に粗チタン系材料１２１を格納しているが、例えば複数の容器を使用し、別々の容器にそれぞれ陽極１２０の粗チタン系材料１２１を格納してもよい。
【0038】
電解槽１１０内は、大気中の水分等が混入することでチタン電析物の不純物含有量が高くなることを抑制する観点から、例えばアルゴン等の不活性ガス雰囲気に制御される。
【0039】
電解精製の間は、図１Ｂに示すように、ニッケルよりもイオン化傾向が大きいチタンや、アルミニウムを含む粗チタン系材料１２１が塩化物浴Ｂｆに溶出するにつれ粗チタン系材料１２１が消耗し、陰極１３０の表面上に不純物含有量が低減された精製チタン系材料１２３が析出する。これに伴い、容器１２２内の粗チタン系材料１２１は陽極残渣１２４となる。そして、電解精製を終了させるために、制御機構により陽極１２０と陰極１３０との間における電圧の印加を停止する。
【0040】
電解精製の終了後、電解槽１１０から陰極１３０を取り出し、その陰極１３０の表面上に析出した精製チタン系材料１２３を切削工具で剥がす等して回収できる。この場合、精製チタン系材料１２３に対して洗浄や乾燥を実施してもよいし、真空分離処理を実施してもよい。なお、この処理は、陰極１３０から剥がす前又は剥がした後の精製チタン系材料１２３に対して実施することができる。
一例として、電解槽１１０から陰極１３０を取り出し、その陰極１３０及び精製チタン系材料１２３を酸洗浄及び／又は水洗浄でそれぞれに付着した溶融塩成分を溶解させて除去する。次いで、陰極１３０の表面から精製チタン系材料１２３を切削工具等で剥がす。そして、精製チタン系材料１２３を坩堝等の容器に入れて水分等を蒸発させるため真空乾燥する。
一例として、電解槽１１０から陰極１３０を取り出し、これを真空分離処理する。真空分離処理では溶融塩成分を蒸発により除去する。
精製チタン系材料１２３は、粗チタン系材料１２１と比べてアルミニウム含有量及び酸素含有量が低減している。
一例として、電解槽１１０から陰極１３０を取り出し、その陰極１３０及び精製チタン系材料１２３を酸洗浄及び／又は水洗浄でそれぞれに付着した溶融塩成分を溶解させて除去する。次いで、陰極１３０の表面から精製チタン系材料１２３を切削工具等で剥がす。そして、精製チタン系材料１２３を坩堝等の容器に入れて水分等を蒸発させるため真空乾燥する。
一例として、電解槽１１０から陰極１３０を取り出し、これを真空分離処理する。真空分離処理では溶融塩成分を蒸発により除去する。
精製チタン系材料１２３は、粗チタン系材料１２１と比べてアルミニウム含有量及び酸素含有量が低減している。
【0041】
＜２回目の電解精製＞
２回目の電解精製は、１回目の電解精製後、精製チタン系材料１２３を粗チタン系材料として含む陽極１２５を用いて行われる。これにより、１回目の電解精製で得られた精製チタン系材料１２３が更に精製され、不純物含有量が更に低減された精製チタン系材料１２６が得られる。
例えば、図１Ｃに示すように、１回目の電解精製では精製チタン系材料１２３であった粗チタン系材料とそれを内部に載置した多数の貫通孔を設けたニッケル製の容器１２２とを含む陽極１２５、チタン製陰極１３０とを塩化物浴Ｂｆにそれぞれ配置する。次いで、容器１２２及び陰極１３０に接続された導電線ＥＬを介して制御機構により電圧を印加して容器１２２に格納された粗チタン系材料及び陰極１３０へ通電することで、２回目の電解精製を実施する。なお、当該陰極１３０は、１回目の電解精製で使用した陰極１３０と同じでもよく、新たな陰極に交換してもよい。
２回目の電解精製は、１回目の電解精製後、精製チタン系材料１２３を粗チタン系材料として含む陽極１２５を用いて行われる。これにより、１回目の電解精製で得られた精製チタン系材料１２３が更に精製され、不純物含有量が更に低減された精製チタン系材料１２６が得られる。
例えば、図１Ｃに示すように、１回目の電解精製では精製チタン系材料１２３であった粗チタン系材料とそれを内部に載置した多数の貫通孔を設けたニッケル製の容器１２２とを含む陽極１２５、チタン製陰極１３０とを塩化物浴Ｂｆにそれぞれ配置する。次いで、容器１２２及び陰極１３０に接続された導電線ＥＬを介して制御機構により電圧を印加して容器１２２に格納された粗チタン系材料及び陰極１３０へ通電することで、２回目の電解精製を実施する。なお、当該陰極１３０は、１回目の電解精製で使用した陰極１３０と同じでもよく、新たな陰極に交換してもよい。
【0042】
２回目の電解精製における塩化物浴Ｂｆの組成、塩化物浴の温度、電流密度等については、１回目の電解精製と同じであるので説明を割愛する。なお、１回目の電解精製の終了後の塩化物浴Ｂｆの組成が上記（１）の範囲内であれば、２回目の電解精製では、塩化物浴Ｂｆを新たに準備せずに、そのまま使用してもよい。また、電解精製の終了後、電解槽内の底壁に不純物が比較的多く堆積されている場合、不純物が陰極上の精製チタン系材料に巻き込まれることを抑制する観点から、次回の電解精製の実施前に、この堆積物を除去することがある。
【0043】
電解精製の間は、図１Ｄに示すように、チタンを含む陽極が塩化物浴Ｂｆに溶出するにつれ粗チタン系材料としての精製チタン系材料１２３（図１Ｃ参照）が消耗し、陰極１３０の表面上に不純物含有量が低減された精製チタン系材料１２６が析出する。これに伴い、容器１２２内の精製チタン系材料１２３は陽極残渣１２７となる。そして、電解精製を終了させるために、制御機構により陽極１２０と陰極１３０との間における電圧の印加を停止する。
【0044】
電解精製の終了後、１回目の電解精製と同様、電解槽１１０から陰極１３０を取り出し、その陰極１３０の表面上に析出した精製チタン系材料１２６を切削工具で剥がす等して回収する。なお、精製チタン系材料１２６に対し、上記１回目の電解精製で先述した洗浄や乾燥等を実施してもよい。また、精製チタン系材料１２６の洗浄や乾燥は、陰極１３０に電析した状態で実施してもよいし、陰極１３０から分離させた後に実施してもよい。
【0045】
＜３回目の電解精製＞
３回目の電解精製は、２回目の電解精製後、精製チタン系材料１２６を粗チタン系材料として含む陽極１２５を用いて行われる。図１Ｅに示すように、３回目の電解精製では粗チタン系材料としての精製チタン系材料１２６とそれを内部に載置した多数の貫通孔を設けたニッケル製の容器１２２とを含む陽極１２５を用いること以外は、２回目の電解精製と同様にして、３回目の電解精製を実施する。これにより、図１Ｆに示すように、チタンを含む陽極が塩化物浴Ｂｆに溶出するにつれ粗チタン系材料が消耗し、陰極１３０の表面上に不純物含有量が低減された精製チタン系材料（チタン電析物１２８）を析出する。当該精製チタン系材料はアルミニウム含有量が良好に低減されて高純度化されているため、チタン電析物１２８とすることが可能である。なお、さらに電解精製を実施して不純物含有量を低減する場合は、前記精製チタン系材料を次回の電解精製における粗チタン系材料として使用すればよい。一方、電解精製の後は、容器１２２内の粗チタン系材料は陽極残渣１２９となる。
そして、陰極１３０の表面上に形成されたチタン電析物１２８を先述した方法により回収する。これにより、アルミニウム含有量が低減された金属チタンが得られる。
なお、３回目の電解精製は、２回目の電解精製と同様の操作であるため、詳細な説明を割愛する。
３回目の電解精製は、２回目の電解精製後、精製チタン系材料１２６を粗チタン系材料として含む陽極１２５を用いて行われる。図１Ｅに示すように、３回目の電解精製では粗チタン系材料としての精製チタン系材料１２６とそれを内部に載置した多数の貫通孔を設けたニッケル製の容器１２２とを含む陽極１２５を用いること以外は、２回目の電解精製と同様にして、３回目の電解精製を実施する。これにより、図１Ｆに示すように、チタンを含む陽極が塩化物浴Ｂｆに溶出するにつれ粗チタン系材料が消耗し、陰極１３０の表面上に不純物含有量が低減された精製チタン系材料（チタン電析物１２８）を析出する。当該精製チタン系材料はアルミニウム含有量が良好に低減されて高純度化されているため、チタン電析物１２８とすることが可能である。なお、さらに電解精製を実施して不純物含有量を低減する場合は、前記精製チタン系材料を次回の電解精製における粗チタン系材料として使用すればよい。一方、電解精製の後は、容器１２２内の粗チタン系材料は陽極残渣１２９となる。
そして、陰極１３０の表面上に形成されたチタン電析物１２８を先述した方法により回収する。これにより、アルミニウム含有量が低減された金属チタンが得られる。
なお、３回目の電解精製は、２回目の電解精製と同様の操作であるため、詳細な説明を割愛する。
【0046】
（チタン電析物の組成等）
上記チタン電析物の製造方法を実施して、チタン電析物が製造される。
当該チタン電析物の金属純度は、チタンが９９．９９９質量％以上である。当該金属純度は、ガス成分（Ｏ、Ｎ、Ｈ、Ｃｌ、Ｆ）を除いた場合の純度である。
また、当該チタン電析物の製造方法で製造されるチタン電析物では、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。チタン電析物は、例えば、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下、酸素含有量が９０質量ｐｐｍ以下、残部チタン及び不可避的不純物からなる。この不可避的不純物は、鉱石由来の不純物や、塩化物浴由来の成分であることが多い。ここでいうチタン電析物は、その組成が金属チタンとして取り扱い可能である。よって、チタン電析物は、金属チタン電析物である。
なお、上記アルミニウム含有量は上限側として例えば０．８質量ｐｐｍ以下であり、また例えば０．６質量ｐｐｍ以下である。一方、上記アルミニウム含有量は、下限側は特に限定されず、敢えて例示すると０．１質量ｐｐｍ以上である。
上記酸素含有量は上限側として例えば８０質量ｐｐｍ以下である。一方、上記酸素含有量は下限側として例えば３０質量ｐｐｍ以上であり、また例えば４０質量ｐｐｍ以上、また例えば４５質量ｐｐｍ以上である。
なお、当該チタン電析物の各成分の不純物含有量の測定方法については以下の通りである。まず、チタン電析物から一部採取して測定用試料を準備し、該測定用試料を、金属成分は、グロー放電質量分析（例えばＡｓｔｒｕｍ、Ｎｕ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製を使用する）、酸素は不活性ガス融解－赤外線吸収法（例えばＴＣ－４３６ＡＲ、ＬＥＣＯ社製を使用する）により各成分の不純物含有量を測定可能である。
上記チタン電析物の製造方法を実施して、チタン電析物が製造される。
当該チタン電析物の金属純度は、チタンが９９．９９９質量％以上である。当該金属純度は、ガス成分（Ｏ、Ｎ、Ｈ、Ｃｌ、Ｆ）を除いた場合の純度である。
また、当該チタン電析物の製造方法で製造されるチタン電析物では、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。チタン電析物は、例えば、アルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下、酸素含有量が９０質量ｐｐｍ以下、残部チタン及び不可避的不純物からなる。この不可避的不純物は、鉱石由来の不純物や、塩化物浴由来の成分であることが多い。ここでいうチタン電析物は、その組成が金属チタンとして取り扱い可能である。よって、チタン電析物は、金属チタン電析物である。
なお、上記アルミニウム含有量は上限側として例えば０．８質量ｐｐｍ以下であり、また例えば０．６質量ｐｐｍ以下である。一方、上記アルミニウム含有量は、下限側は特に限定されず、敢えて例示すると０．１質量ｐｐｍ以上である。
上記酸素含有量は上限側として例えば８０質量ｐｐｍ以下である。一方、上記酸素含有量は下限側として例えば３０質量ｐｐｍ以上であり、また例えば４０質量ｐｐｍ以上、また例えば４５質量ｐｐｍ以上である。
なお、当該チタン電析物の各成分の不純物含有量の測定方法については以下の通りである。まず、チタン電析物から一部採取して測定用試料を準備し、該測定用試料を、金属成分は、グロー放電質量分析（例えばＡｓｔｒｕｍ、Ｎｕ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製を使用する）、酸素は不活性ガス融解－赤外線吸収法（例えばＴＣ－４３６ＡＲ、ＬＥＣＯ社製を使用する）により各成分の不純物含有量を測定可能である。
【実施例0047】
本発明を実施例及び比較例に基づいて具体的に説明する。以下の実施例及び比較例の記載は、あくまで本発明の技術的内容の理解を容易とするための試験的な具体例であり、本発明の技術的範囲はこれらの具体例によって制限されるものではない。
【0048】
［粗チタン系材料の作製（抽出ステップ）］
酸化チタンを含むチタン鉱石と、アルミニウムと、分離剤としてのフッ化カルシウムとを含む化学ブレンドを下記に示す条件下で加熱処理した後、公知の方法に基づき後処理をして抽出物を作製した。
＜抽出物の製造条件＞
チタン鉱石：酸化チタン含有量９５質量％
化学ブレンドのモル比は、チタンを１とした場合、アルミニウムが０．６７以上かつ１．３以下、分離剤が２．０以上かつ２．３以下になるように調整した。
不活性ガス：アルゴンガス
加熱温度：１５００℃以上かつ１８００℃以下
酸化チタンを含むチタン鉱石と、アルミニウムと、分離剤としてのフッ化カルシウムとを含む化学ブレンドを下記に示す条件下で加熱処理した後、公知の方法に基づき後処理をして抽出物を作製した。
＜抽出物の製造条件＞
チタン鉱石：酸化チタン含有量９５質量％
化学ブレンドのモル比は、チタンを１とした場合、アルミニウムが０．６７以上かつ１．３以下、分離剤が２．０以上かつ２．３以下になるように調整した。
不活性ガス：アルゴンガス
加熱温度：１５００℃以上かつ１８００℃以下
【0049】
上記抽出物から採取された測定用試料の組成を、先述した方法により測定した。その結果、抽出物のチタン含有量は、７０質量％であり、アルミニウム含有量は９質量％であり、酸素含有量が１３質量％であった。
また、当該抽出物から採取された測定用試料の比抵抗を、先述した方法により測定した。その結果、抽出物の比抵抗は、５×１０-5Ω・ｍ以下であった。
また、当該抽出物から採取された測定用試料の比抵抗を、先述した方法により測定した。その結果、抽出物の比抵抗は、５×１０-5Ω・ｍ以下であった。
【0050】
［チタン電析物の製造］
＜実施例１＞
（１回目の電解精製）
次に、図１Ａ～図１Ｂ及び図２に示した構成を備える電解装置１００を準備した。当該電解装置１００は、塩化物浴Ｂｆを貯留する密閉容器状の電解槽１１０と、塩化物浴Ｂｆに浸漬させて配置され、上記抽出物からなる粗チタン系材料１２１と該粗チタン系材料１２１が載置されたニッケル製の籠型の容器１２２とを含む陽極１２０と、チタン製の陰極１３０と、陽極１２０とチタン製の陰極１３０に導電線ＥＬを介して接続されて、該陽極１２０及び該陰極１３０に通電する電源（不図示）とを備えていた。当該容器１２２は外観が有底円筒状であり、円環状の底壁１２２ａと、該底壁１２２ａから上方に延在した内側壁１２２ｂと、該底壁１２２ａから上方に延在した外側壁１２２ｃとを備え、上方に開口部が形成されており、容器１２２の内側壁１２２ｂと外側壁１２２ｃとに複数の貫通孔１２２ｄが形成されていた。なお、電源は、制御機構（不図示）に接続されていた。また、図示による説明はしないが、電解槽１１０は上側を開閉可能とした。よって、電析ステップでは外部からの大気混入を抑制できる。
電解装置１００の電解槽１１０の浴部分の寸法形状は、３００ｍｍΦ×５７０ｍｍ深さとした。次に、電解装置１００の電解槽１１０内に塩化マグネシウムを投入して、浴温を表１に示す通りに制御して溶解させて塩化物浴Ｂｆとした。その後、クロール法で得られたスポンジチタンに四塩化チタンを接触させて塩化物浴Ｂｆに低級塩化チタンを供給して表１に示す浴組成に調製した。なお、表１における「ＴｉＣｌ2」は低級塩化チタンを意味する。
＜実施例１＞
（１回目の電解精製）
次に、図１Ａ～図１Ｂ及び図２に示した構成を備える電解装置１００を準備した。当該電解装置１００は、塩化物浴Ｂｆを貯留する密閉容器状の電解槽１１０と、塩化物浴Ｂｆに浸漬させて配置され、上記抽出物からなる粗チタン系材料１２１と該粗チタン系材料１２１が載置されたニッケル製の籠型の容器１２２とを含む陽極１２０と、チタン製の陰極１３０と、陽極１２０とチタン製の陰極１３０に導電線ＥＬを介して接続されて、該陽極１２０及び該陰極１３０に通電する電源（不図示）とを備えていた。当該容器１２２は外観が有底円筒状であり、円環状の底壁１２２ａと、該底壁１２２ａから上方に延在した内側壁１２２ｂと、該底壁１２２ａから上方に延在した外側壁１２２ｃとを備え、上方に開口部が形成されており、容器１２２の内側壁１２２ｂと外側壁１２２ｃとに複数の貫通孔１２２ｄが形成されていた。なお、電源は、制御機構（不図示）に接続されていた。また、図示による説明はしないが、電解槽１１０は上側を開閉可能とした。よって、電析ステップでは外部からの大気混入を抑制できる。
電解装置１００の電解槽１１０の浴部分の寸法形状は、３００ｍｍΦ×５７０ｍｍ深さとした。次に、電解装置１００の電解槽１１０内に塩化マグネシウムを投入して、浴温を表１に示す通りに制御して溶解させて塩化物浴Ｂｆとした。その後、クロール法で得られたスポンジチタンに四塩化チタンを接触させて塩化物浴Ｂｆに低級塩化チタンを供給して表１に示す浴組成に調製した。なお、表１における「ＴｉＣｌ2」は低級塩化チタンを意味する。
【0051】
次に、陽極原料として粗チタン系材料１２１を容器１２２（比抵抗：７×１０-8Ω・ｍ以下）内に載置した。また、陰極１３０としては、５０ｍｍΦ×３００ｍｍ長さのチタン円柱を準備した。なお、陽極１２０側の容器１２２及び陰極１３０の高さ方向が塩化物浴Ｂｆの深さ方向とほぼ平行になるように、容器１２２及び陰極１３０を配置した。
【0052】
陽極１２０側の容器１２２及び陰極１３０に連結された導電線ＥＬを介して陽極１２０の粗チタン系材料１２１及び該陰極１３０に制御機構により電圧を印加することで通電して、塩化物浴Ｂｆ中にて電解精製を行った。電圧の印加開始時から１時間経過後、制御機構により電圧の印加を停止した。なお、図１Ｂに示すように、その陰極１３０の表面全体に亘って析出された精製チタン系材料１２３が得られた。また、電解精製の条件を以下に示す。
＜電解精製の条件＞
電解槽内：Ａｒガス雰囲気
塩化物浴の温度：８５０℃
電流密度：０．６Ａ／ｃｍ2
電極間距離：５０ｍｍ
電圧：１．０Ｖ以上かつ２．５Ｖ以下
＜電解精製の条件＞
電解槽内：Ａｒガス雰囲気
塩化物浴の温度：８５０℃
電流密度：０．６Ａ／ｃｍ2
電極間距離：５０ｍｍ
電圧：１．０Ｖ以上かつ２．５Ｖ以下
【0053】
電圧の印加の停止後、電解槽１１０から容器１２２及び陰極１３０を引き上げて、容器１２２、該容器１２２内の陽極残渣１２４、該陰極１３０及び精製チタン系材料１２３を水洗し、それぞれ付着していた溶融塩成分を除去した。当該容器１２２内から陽極残渣１２４を回収した。当該陰極１３０から精製チタン系材料１２３を切削工具で剥がし回収した。回収後、精製チタン系材料１２３及び陽極残渣１２４を別々に、真空乾燥で水分を蒸発させた。
【0054】
（２回目の電解精製）
次に、１回目の電解精製で使用した電解装置１００を洗浄・乾燥した後、再度、電解装置１００を準備した。次に、１回目の電解精製の条件と同一になるように電解装置１００の電解槽１１０内に塩化物浴Ｂｆを準備した。
次に、１回目の電解精製で使用した電解装置１００を洗浄・乾燥した後、再度、電解装置１００を準備した。次に、１回目の電解精製の条件と同一になるように電解装置１００の電解槽１１０内に塩化物浴Ｂｆを準備した。
【0055】
次に、図１Ｃ～図１Ｄに示すように、１回目の電解精製で得られた精製チタン系材料の全量を準備し、粗チタン系材料としての精製チタン系材料１２３と該精製チタン系材料１２３を載置した容器１２２とを含む陽極１２５を配置したこと以外、１回目の電解精製と同じように、２回目の電解精製を実施することで、水分を蒸発させた精製チタン系材料１２６が得られた。
【0056】
（３回目の電解精製）
次に、２回目の電解精製で使用した電解装置１００を洗浄・乾燥した後、再度、電解装置１００を準備した。次に、２回目の電解精製の条件と同一になるように電解装置１００の電解槽１１０内に塩化物浴Ｂｆを準備した。
次に、２回目の電解精製で使用した電解装置１００を洗浄・乾燥した後、再度、電解装置１００を準備した。次に、２回目の電解精製の条件と同一になるように電解装置１００の電解槽１１０内に塩化物浴Ｂｆを準備した。
【0057】
次に、図１Ｅ～図１Ｆに示すように、２回目の電解精製で得られた精製チタン系材料の全量を準備し、粗チタン系材料としての精製チタン系材料１２６と該精製チタン系材料１２６を載置した容器１２２とを含む陽極１２５を配置したこと以外、１回目の電解精製と同じように、３回目の電解精製を実施することで、水分を蒸発させた精製チタン系材料であるチタン電析物１２８が得られた。
【0058】
［評価］
実施例１で得られたチタン電析物１２８から採取した測定用試料を、先述の方法によりアルミニウム含有量及び酸素含有量を測定した。その結果を表２に示す。
なお、実施例１のチタン電析物１２８の金属純度については、チタンが９９．９９９質量％以上であった。当該金属純度については、ガス成分（Ｏ、Ｎ、Ｈ、Ｃｌ、Ｆ）を除いて求めたものである。
実施例１で得られたチタン電析物１２８から採取した測定用試料を、先述の方法によりアルミニウム含有量及び酸素含有量を測定した。その結果を表２に示す。
なお、実施例１のチタン電析物１２８の金属純度については、チタンが９９．９９９質量％以上であった。当該金属純度については、ガス成分（Ｏ、Ｎ、Ｈ、Ｃｌ、Ｆ）を除いて求めたものである。
【0059】
＜実施例２～７、比較例１～６＞
実施例２～７、比較例１～６では、表１に示す塩化物浴の組成、陰極平均電流密度及び浴温を変更したこと以外、実施例１と同様に、３回の電解精製を実施した。これにより、チタン電析物を得た。また、実施例１と同様、チタン電析物のアルミニウム含有量及び酸素含有量を測定した。その結果を表２に示す。
なお、実施例２～７のチタン電析物１２８の金属純度については、チタンが９９．９９９質量％以上であった。
実施例２～７、比較例１～６では、表１に示す塩化物浴の組成、陰極平均電流密度及び浴温を変更したこと以外、実施例１と同様に、３回の電解精製を実施した。これにより、チタン電析物を得た。また、実施例１と同様、チタン電析物のアルミニウム含有量及び酸素含有量を測定した。その結果を表２に示す。
なお、実施例２～７のチタン電析物１２８の金属純度については、チタンが９９．９９９質量％以上であった。
【0060】
【表1】
【0061】
【表2】
【0062】
［実施例による考察］
実施例１～７で得られたチタン電析物については、そのアルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下であった。また、金属純度については、チタン含有量が９９．９９９質量％以上であった。したがって、実施例１～７では、アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することができた。よって、実施例１～７では、チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるチタン電析物の製造方法において、浴組成、電流密度及び浴温が所定の条件を満たす電解精製を３回以上実施する電析ステップを実行することが有用であったといえる。
実施例１～７で得られたチタン電析物については、そのアルミニウム含有量が１．０質量ｐｐｍ以下であった。また、金属純度については、チタン含有量が９９．９９９質量％以上であった。したがって、実施例１～７では、アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することができた。よって、実施例１～７では、チタン、アルミニウム及び酸素を含有する原料から、溶融塩浴を用いた電解精製によるチタン電析物の製造方法において、浴組成、電流密度及び浴温が所定の条件を満たす電解精製を３回以上実施する電析ステップを実行することが有用であったといえる。
【0063】
一方、比較例１～３では、実施例１～７と異なり、浴組成、電流密度及び浴温のいずれかが所定の条件を満足しない電解精製を３回実施した結果、得られたチタン電析物のアルミニウム含有量が１０質量ｐｐｍ以上であった。すなわち、比較例１～３では、アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することができなかった。
また、比較例４～６では、浴組成、電流密度及び浴温の所定の条件を満たす電解精製を２回実施し、且つ組成、電流密度及び浴温のいずれかが所定の条件を満足しない電解精製を１回実施した結果、得られたチタン電析物のアルミニウム含有量が３質量ｐｐｍ以上であった。すなわち、比較例４～６では、アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することができなかった。
また、比較例４～６では、浴組成、電流密度及び浴温の所定の条件を満たす電解精製を２回実施し、且つ組成、電流密度及び浴温のいずれかが所定の条件を満足しない電解精製を１回実施した結果、得られたチタン電析物のアルミニウム含有量が３質量ｐｐｍ以上であった。すなわち、比較例４～６では、アルミニウム含有量が極めて少ない高純度金属チタンを製造することができなかった。
【符号の説明】
【0064】
１００ 電解装置
１１０ 電解槽
１２０、１２５ 陽極
１２１ 粗チタン系材料
１２２ 容器
１２２ａ 底壁
１２２ｂ 内側壁
１２２ｃ 外側壁
１２２ｄ 貫通孔
１２３、１２６ 精製チタン系材料
１２４、１２７、１２９ 陽極残渣
１２８ チタン電析物
１３０ 陰極
Ｂｆ 塩化物浴
ＥＬ 導電線
１１０ 電解槽
１２０、１２５ 陽極
１２１ 粗チタン系材料
１２２ 容器
１２２ａ 底壁
１２２ｂ 内側壁
１２２ｃ 外側壁
１２２ｄ 貫通孔
１２３、１２６ 精製チタン系材料
１２４、１２７、１２９ 陽極残渣
１２８ チタン電析物
１３０ 陰極
Ｂｆ 塩化物浴
ＥＬ 導電線
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図1D】
【図1E】
【図1F】
【図2】
