Quá trình nấu chảy silic kim loại với khoáng chất oxit silic là một quá trình không có xỉ

Quá trình nấu chảy silicon hóa học đòi hỏi phải lựa chọn nghiêm ngặt silica, không chỉ yêu cầu hàm lượng tạp chất thấp mà còn đòi hỏi độ bền cơ học cao, đủ độ ổn định nhiệt và thành phần kích thước hạt thích hợp. Tốt nhất là sử dụng silica để nấu chảy silicon hóa học. Các dạng silica tự nhiên tồn tại dưới dạng khoáng chất thạch anh độc lập hoặc dưới dạng đá gần như hoàn toàn bao gồm silica - silica, hoặc dưới dạng sa thạch ở dạng silica. Các tạp chất và chất kết dính trong khoáng oxit silic dùng trong sản xuất silic hóa học bị khử hoàn toàn, khử một phần, một phần đi vào sản phẩm silicon dưới dạng hợp chất hoặc tạo ra xỉ trong quá trình nấu chảy. Điều này không chỉ làm tăng tiêu hao năng lượng, giảm chất lượng sản phẩm mà còn gây khó khăn trong quá trình nấu chảy. Do đó, các yêu cầu nghiêm ngặt được đặt ra đối với thành phần hóa học của khoáng chất chứa silica được sử dụng trong quá trình nấu chảy silicon hóa học. SiO2 phải lớn hơn 99 phần trăm , Fe2O3 không được lớn hơn 0,15 phần trăm , Al2O3 không được lớn hơn 0,2 phần trăm , CaO không được lớn hơn 0.1 phần trăm và tổng lượng tạp chất không được vượt quá 0,6 phần trăm. Silica được sử dụng phải được rửa sạch bằng nước và làm sạch bề mặt trước khi nấu chảy.
Silica vào lò đòi hỏi kích thước hạt nhất định. Kích thước hạt của silica là một yếu tố quan trọng trong quá trình nấu chảy. Kích thước hạt thích hợp của silica bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác nhau như loại silica, lò điện, công suất, điều kiện vận hành cũng như loại và kích thước hạt của chất khử và phải được xác định dựa trên các điều kiện nấu chảy cụ thể. Nhìn chung, lò điện ba pha 6300KVA (hoàn thành tại Nhà máy Silicon Dawu năm 1983) yêu cầu kích thước hạt silica là 8-100mm, lò điện ba pha 3200KVA yêu cầu kích thước hạt silica là 8-80mm và tỷ lệ thành phần kích thước hạt trung gian lớn hơn. Khi kích thước hạt quá lớn dễ khiến silica không phản ứng xâm nhập vào silicon lỏng do không có khả năng thích ứng với vật liệu bám dính và tốc độ phản ứng của lò nung, dẫn đến tăng thể tích xỉ, khó xả lò , giảm tốc độ thu hồi silicon, tăng mức tiêu thụ năng lượng và thậm chí tăng đáy lò, ảnh hưởng đến quá trình sản xuất bình thường. Nếu kích thước hạt quá nhỏ, mặc dù có thể làm tăng bề mặt tiếp xúc của chất khử và tạo điều kiện thuận lợi cho phản ứng khử nhưng khí sinh ra trong quá trình phản ứng không thể thoát ra một cách trơn tru, điều này sẽ làm chậm tốc độ phản ứng. Ngũ cốc trôi qua hàng giờ. Các tạp chất mang vào sẽ tăng trở lại, ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm. Silica thường nhỏ hơn 5 mm không nên được sử dụng trong sản xuất.