Titanium(Ti)의 비중은 4.5 g/cm³ 으로 철(Fe)의 약 60 % 정도로 낮지만 강도가 약 96 MPa·cm³/g를 지녀 우수한 비강도를 지나고 있다. 또한 내식성이 우수하여 구조물로 많이 쓰일 뿐만 아니라, 높은 분극 저항을 지녀 부식 발생 확률이 적기 때문에 생체 적합성이 우수하여 생체 재료에 많이 쓰인다. Ti의 원료로 많이 이용되는 광석은 루타일 (Rutile ≥95 % TiO₂)과 일메나이트(Ilmenite FeTiO₃, 52.7 % TiO₂)로 TiO₂가 많이 함유되어있다. 하지만 Ti 광석은 높은 산화친화력으로 순수한 Ti를 얻기가 힘들다. 그래서 상용 공정은 Kroll process가 유일하기 때문에 순수 Ti를 얻고자 하는 연구가 계속해서 보고되고 있다.
본 연구에서는 루타일 광석의 주성분인 상용 TiO₂를 활용하여 금속열환원법을 통해 Ti-Cu 조금속을 제조하였고, Ti-Cu 조금속을 양극(anode)으로 사용하여 조금속 내 Ti의 선택적 전해 추출 가능성을 연구하였다.
첫 번째로 Ti-Cu 조금속을 제조하기 위하여, 용융된 CaCl₂ 내에 Cu, Ca, TiO₂ 간의 화학반응을 통한 금속 열환원 연구를 진행하였다. 고융점 금속 재질의 도가니 종류 및 열처리 시간에 따른 조금속의 성분 및 미세구조를 XRD, ICP-OES, SEM-EDS 분석하여 최적조건을 설립하였다.
두 번째로 Ti의 선택적 추출을 위하여 금속 열환원 연구에서 scale up을 통해 제조·가공된 Ti-Cu 조금속을 양극으로 활용한 용융염 전해정련 공정을 연구하였다. LiF-NaF 불화물계 전해질에서 initiator BaTiF6 사용에 따라 Cyclic Voltammetry (CV), Chronopotentiometry (CP) 전기화학적 분석 기법을 통해 전해질의 이온 거동 및 Ti 전착에 미치는 영향을 파악하였다.