Proces tavení kovového křemíku s minerály oxidu křemičitého je proces bez strusky

Chemické tavení křemíku vyžaduje přísný výběr oxidu křemičitého, který vyžaduje nejen nízký obsah nečistot, ale vyžaduje také vysokou mechanickou pevnost, dostatečnou tepelnou stabilitu a vhodné složení částic. Pro chemické tavení křemíku je nejlepší použít oxid křemičitý. Přírodní formy oxidu křemičitého existují buď jako samostatné křemenné minerály, nebo jako horniny složené téměř výhradně z oxidu křemičitého - oxidu křemičitého, nebo jako pískovec ve formě oxidu křemičitého. Nečistoty a lepidla v minerálech oxidu křemíku používaných při výrobě chemického křemíku jsou zcela redukovány, částečně redukovány a některé vstupují do křemíku ve formě sloučenin nebo vytvářejí strusku během procesu tavení. To nejen zvyšuje spotřebu energie, snižuje kvalitu produktu, ale také způsobuje potíže v procesu tavení. Proto jsou kladeny přísné požadavky na chemické složení minerálů obsahujících oxid křemičitý používaných při chemické tavbě křemíku. SiO2 by měl být větší než 99 procent , Fe2O3 by neměl být větší než 0,15 procent , Al2O3 by neměl být větší než 0,2 procenta , CaO by neměl být větší než 0,1 procent a celkové množství nečistot by nemělo překročit 0,6 procenta. Použitý oxid křemičitý je nutné před roztavením omýt vodou a očistit povrch.
Oxid křemičitý vstupující do pece vyžaduje určitou velikost částic. Velikost částic oxidu křemičitého je důležitým procesním faktorem při tavení. Vhodná velikost částic oxidu křemičitého je ovlivněna různými faktory, jako je typ oxidu křemičitého, elektrická pec, kapacita, provozní podmínky a typ a velikost částic redukčních činidel, a měla by být stanovena na základě specifických podmínek tavení. Obecně platí, že 6300 KVA třífázová elektrická pec (dokončená v Dawu Silicon Plant v roce 1983) vyžaduje velikost částic oxidu křemičitého 8-100 mm, třífázová elektrická pec 3200 KVA vyžaduje velikost částic oxidu křemičitého 8-80 mm a podíl složení střední velikosti částic je větší. Když je velikost částic příliš velká, je snadné způsobit, že nezreagovaný oxid křemičitý vstoupí do kapalného křemíku kvůli neschopnosti přizpůsobit se lepivému materiálu a reakční rychlosti pěchovací pece, což má za následek zvýšení objemu strusky, potíže s vypouštěním z pece. , snížená rychlost získávání křemíku, zvýšená spotřeba energie a dokonce i zvýšení dna pece, což ovlivňuje normální výrobu. Pokud je velikost částic příliš malá, ačkoli může zvětšit kontaktní povrch redukčního činidla a usnadnit redukční reakci, plyn produkovaný během reakčního procesu nemůže být plynule vypouštěn, což zpomalí rychlost reakce. Zrna procházejí hodinami. Přinesené nečistoty se opět zvýší, což ovlivní kvalitu produktu. Při výrobě by se neměl používat oxid křemičitý obecně menší než 5 mm.