一种双电解槽熔盐电解制备纯钛的装置及其工艺，该工艺包括TiO2氯化、钙热还原制备TiClx (x=2,3)及电解还原TiClx制备Ti三个部分。在第一电解槽中阳极产生Cl2将电解槽底部的TiO2氯化得到TiCl4，阴极还原出质Ca又步将TiCl4还原成TiClx(x=2,3)，TiClx通过第一电解槽一侧的连通管进入第二电解槽，在阴极上被还原得到纯钛，同时阳极产生的Cl2又循环到1号槽底部，继续参与TiO2的氯化反应。本发明的优点在于：在电解槽中直接将TiO2氯化并利用阴极产物Ca进行钙热还原制备TiClx，并通过电解液的循环实现电解过程连续进行，双电解槽的应用，将TiO2氯化和TiClx制备与TiClx电解还原分开，既有利于产物钛的提取，保证钛的纯度，又将两个阳极产生的Cl2实现循环利用，进一步降低了能耗和污染。