Chất khử chính được sử dụng trong luyện silic hóa học

Có than cốc dầu mỏ, than bitum và than củi. Để tăng điện trở suất và hoạt tính hóa học của điện tích lò, còn có sự kết hợp giữa than cốc khí, than cốc silica, than xanh, than cốc bán, than cốc nhiệt độ thấp và khối gỗ. Trong thành phần hóa học của chất khử carbon, cần xem xét chủ yếu carbon cố định, tro, chất dễ bay hơi và độ ẩm. Nói chung, lượng carbon cố định được yêu cầu phải cao và tổng lượng chất khử cần thiết sẽ giảm, dẫn đến tro mang lại ít tạp chất hơn, lượng xỉ giảm tương ứng, giảm tiêu thụ năng lượng điện và giảm hàm lượng tạp chất. trong silicon hóa học. Điện trở suất của các chất khử carbon phải cao và độ xốp phải cao. Điện trở suất của điện tích lò chủ yếu phụ thuộc vào chất khử cacbon. Chất khử cacbon có điện trở suất cao, hoạt tính hóa học tốt và tốc độ thu hồi silicon cao.
Than cốc dầu mỏ có hàm lượng tro thấp nhất trong số các chất khử được sử dụng trong sản xuất silicon kim loại, với hàm lượng tro là 0.17-0.6% , cacbon cố định là 90-95% và dễ bay hơi nội dung không quá 3,5 phần trăm -13 phần trăm . Luyện silicon hóa học sử dụng than cốc dầu mỏ làm chất khử vì hàm lượng tro thấp, có lợi cho việc nâng cao chất lượng sản phẩm. Tuy nhiên, do điện trở thấp, khả năng phản ứng kém, dễ bị than chì hóa ở nhiệt độ cao và tiêu thụ than cốc nhiều, điều kiện lò không dễ kiểm soát, dẫn đến điện tích lò không thiêu kết, đánh lửa nghiêm trọng, tiêu thụ điện năng cao và khó khăn trong việc xả thải.
Than gỗ có điện trở và khả năng phản ứng riêng cao, đồng thời có hàm lượng tạp chất thấp, khiến nó trở thành chất khử lý tưởng để nấu chảy silicon dùng trong hóa học công nghiệp. Tuy nhiên, tính chất của than củi được sản xuất bằng các loại gỗ và phương pháp khác nhau cũng rất khác nhau. Hàm lượng tro của than củi đã bóc vỏ thường thấp hơn từ một nửa đến một phần ba so với than có vỏ và vỏ cây có ảnh hưởng không nhỏ đến hàm lượng tro của than. Thành phần chính của than củi là carbon, hàm lượng tro thấp, thường dưới 10%. Điện trở suất cao và hoạt động hóa học tốt. Thực tiễn sản xuất nhiều năm đã chứng minh than củi là nguyên liệu cacbon quan trọng đáp ứng nhu cầu nấu chảy silic trong hóa học, tuy nhiên nguồn than có hạn và chất khử than không thể sử dụng được nữa.
Từ tình hình ở nước ngoài, đại đa số các nước không còn sử dụng than củi nữa. Nhiều nhà sản xuất trong nước cũng đã bỏ ra nhiều công sức trong việc tìm kiếm và sử dụng các sản phẩm thay thế than củi. Thực tiễn đã chứng minh rằng trong số các chất khử carbon khác nhau, than bitum là một chất khử lý tưởng khác ngoài than củi về khả năng phản ứng và điện trở suất riêng.
Đặc tính của than bitum là độ bền cao, khả năng phản ứng mạnh và than bitum có độ tro thấp thu được khi rửa. Hàm lượng tro có thể đạt khoảng 3% , hàm lượng Fe2O3 có thể đạt 0.2-0.3% và hàm lượng Al2O3 dưới 1%. Hàm lượng tro của than bitum chất khử ở Trung Quốc hầu hết đều trên 3%, trong khi hàm lượng tro của than bitum chất khử ở nước ngoài hầu hết là khoảng 1%. Phương pháp hóa học được Liên Xô sử dụng để chọn lọc than bitum có thể tạo ra than sạch với hàm lượng oxit sắt dưới 0,1%. Chức năng của khối gỗ là tăng sức cản của lớp vật liệu, lượng sử dụng có ảnh hưởng đến tình trạng lò. Việc sử dụng quá nhiều khối gỗ dẫn đến các lớp vật liệu rời rạc, tình trạng lò xuống cấp và tăng mức tiêu thụ điện năng. Do điểm bắt lửa thấp và hàm lượng cacbon của khối gỗ nên việc sử dụng thực tế chúng làm chất khử là rất ít.
Các tạp chất trong nguyên liệu carbon chủ yếu là tro, tất cả đều bao gồm các oxit. Trong sản xuất hóa chất, các oxit trong tro cũng cần được khử, tiêu tốn cả năng lượng điện và carbon. Hơn nữa, các tạp chất đã khử vẫn trộn vào chất lỏng silicon, làm giảm độ bền của silicon. Trong thực tế sản xuất, cứ tăng thêm 1 phần trăm gánh nặng lò