Hlavní redukční činidlo používané při chemickém tavení křemíku

Jedná se o ropný koks, bituminózní uhlí a dřevěné uhlí. Pro zvýšení měrného odporu a chemické aktivity vsázky do pece existují také kombinace plynouhelného koksu, křemičitého koksu, modrého uhlí, polokoksu, nízkoteplotního koksu a dřevěných bloků. V chemickém složení činidel snižujících uhlík by se měl brát v úvahu především pevný uhlík, popel, těkavé látky a vlhkost. Obecně se požaduje, aby byl pevný uhlík vysoký, a celkové množství potřebného redukčního činidla je sníženo, což má za následek méně nečistot vnesených popelem, odpovídající snížení množství strusky, snížení spotřeby elektrické energie a snížení obsahu nečistot. v chemickém křemíku. Odpor činidel snižujících uhlík by měl být vysoký a pórovitost by měla být vysoká. Odpor vsázky do pece závisí hlavně na redukčním činidle uhlíku. Činidla snižující uhlík mají vysoký elektrický odpor, dobrou chemickou aktivitu a vysokou rychlost regenerace křemíku.
Ropný koks má nejnižší obsah popela mezi redukčními činidly používanými při výrobě kovového křemíku, s obsahem popela 0.17-0,6 procenta, pevný uhlík 90-95 procent a těkavý obsah nepřesahující 3,5 procenta -13 procent . Chemické tavení křemíku využívá ropný koks jako redukční činidlo kvůli jeho nízkému obsahu popela, což přispívá ke zlepšení kvality produktu. Vzhledem k nízkému elektrickému odporu, špatné reaktivitě, snadné grafitizaci při vysoké teplotě a vysoké spotřebě ropného koksu však není snadné kontrolovat stav pece, což má za následek neslinování vsázky pece, vážné vznícení, vysokou spotřebu energie a potíže s vybíjením.
Dřevěné uhlí má vysokou specifickou odolnost a reaktivitu a má nízký obsah nečistot, což z něj činí ideální redukční činidlo pro tavení křemíku používaného v průmyslové chemii. Vlastnosti dřevěného uhlí vyrobeného různým dřevem a způsoby jsou však také velmi odlišné. Obsah popela v loupaném dřevěném uhlí je obvykle o polovinu až jednu třetinu nižší než u dřevěného uhlí s kůrou a kůra má významný vliv na obsah popela v dřevěném uhlí. Hlavní složkou dřevěného uhlí je uhlík s nízkým obsahem popela, obvykle méně než 10 procent. Vysoká odolnost a dobrá chemická aktivita. Léta výrobní praxe prokázala, že dřevěné uhlí je důležitou uhlíkatou surovinou pro potřeby tavení křemíku v chemii, ale zdroj dřevěného uhlí je omezený a redukční činidla na bázi dřevěného uhlí již nelze používat.
Ze situace v zahraničí už drtivá většina zemí dřevěné uhlí nepoužívá. Mnoho domácích výrobců také udělalo hodně práce při hledání a používání náhražek dřevěného uhlí. Praxe prokázala, že mezi různými redukčními činidly uhlíku je bituminózní uhlí dalším ideálním redukčním činidlem vedle dřevěného uhlí z hlediska reakční kapacity a specifické odolnosti.
Charakteristickými rysy černého uhlí jsou vysoká odolnost, silná reakční schopnost a bituminózní uhlí s nízkým obsahem popela získaného praním. Obsah popela může dosáhnout přibližně 3 procent , obsah Fe2O3 může dosáhnout 0.2-0,3 procenta a obsah Al2O3 je nižší než 1 procento . Obsah popela v černém uhlí s redukčním činidlem je v Číně většinou nad 3 procenty, zatímco obsah popela v černém uhlí s redukčním činidlem v zahraničí většinou kolem 1 procenta. Chemická metoda používaná Sovětským svazem k výběru bituminózního uhlí může produkovat čisté uhlí s obsahem oxidu železa pod 0,1 procenta. Funkcí dřevěných špalíků je zvýšit odolnost vrstvy materiálu a použité množství má vliv na stav pece. Nadměrné používání dřevěných bloků vede k volným vrstvám materiálu, zhoršujícím se podmínkám pece a zvýšené spotřebě energie. Vzhledem k nízkému bodu vznícení a obsahu uhlíku v dřevěných špalcích je jejich skutečné použití jako redukčních činidel minimální.
Nečistoty v uhlíkových surovinách jsou převážně popel, všechny složené z oxidů. Při chemické výrobě je také potřeba snižovat oxidy v popelu, což spotřebovává jak elektrickou energii, tak uhlík. Kromě toho se redukované nečistoty stále míchají do křemíkové kapaliny, čímž se snižuje pevnost křemíku. Ve výrobní praxi za každé 1 procento zvýšení zatížení pece